KR102430190B1 - Integrated lnt-twc catalyst - Google Patents

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Abstract

희박 NOx 트랩 기능성 및 3원 전환 기능성을 제공하는데 효과적인, 배기 가스 배출물의 처리를 위한 층상 촉매 복합체가 기재되어 있다. 층상 촉매 복합체는 기재 상의 촉매적 물질을 포함할 수 있고, 촉매적 물질은 적어도 2개의 층을 포함한다. 제1 층은 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자, 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자 상에 지지된 알칼리 토금속, 및 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자 상에 지지된 적어도 하나의 제1 백금족 금속 성분을 포함한다. 제2 층은 제1 산소 저장 성분 (OSC) 및/또는 제1 내화 금속 산화물 지지체 상에 지지된 제2 백금족 금속 성분, 및 임의로, 제2 내화 금속 산화물 지지체 또는 제2 산소 저장 성분 상에 지지된 제3 백금족 금속을 포함한다.A layered catalyst composite for the treatment of exhaust gas emissions effective to provide lean NO x trap functionality and three-way conversion functionality is described. The layered catalyst composite may include a catalytic material on a substrate, the catalytic material comprising at least two layers. The first layer comprises a rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particle, an alkaline earth metal supported on the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particle, and at least one first platinum group supported on the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particle. contains metal components. The second layer comprises a first oxygen storage component (OSC) and/or a second platinum group metal component supported on a first refractory metal oxide support, and optionally, a second refractory metal oxide support or a second oxygen storage component supported on the second oxygen storage component. and a third platinum group metal.

Description

통합된 LNT-TWC 촉매 {INTEGRATED LNT-TWC CATALYST}Integrated LNT-TWC Catalyst {INTEGRATED LNT-TWC CATALYST}

본 발명은 배기 가스 정제 촉매 및 그의 사용 방법에 관한 것이다. 보다 특별하게는, 본 발명은 NOx 흡수 기능 및 3원 전환 (TWC) 기능을 둘 다 실행할 수 있는 층상 배기 가스 정제 촉매에 관한 것이고, 이 복합체를 LNT-TWC라 지칭할 수 있다. 배기 가스 정제 촉매는 배기 가스 스트림, 특히 희박 연소 엔진에서 나오는 것들을 처리하는데 사용될 수 있다.The present invention relates to an exhaust gas purification catalyst and a method of using the same. More particularly, the present invention relates to a layered exhaust gas purification catalyst capable of performing both a NO x absorption function and a three-way conversion (TWC) function, and this composite may be referred to as LNT-TWC. Exhaust gas purification catalysts can be used to treat exhaust gas streams, particularly those from lean burn engines.

희박 연소 엔진으로부터의 질소 산화물 (NOx)의 배출은 배출 규제 표준을 충족시키기 위해서 감소되어야 한다. 종래의 3원 전환 (TWC) 자동차 촉매는 화학량론적 공기/연료 조건에서 또는 그 근처에서 작동되는 엔진 배기물 중의 NOx, 일산화탄소 (CO) 및 탄화수소 (HC) 오염원의 저감에 적합하다. 화학량론적 조건을 초래하는 공기 대 연료의 정확한 비율은 연료 중의 탄소 및 수소의 상대적인 비율에 따라서 달라진다. 14.65:1 (공기의 중량 대 연료의 중량)의 공기-대-연료 (A/F) 비율이 평균 화학식 CH1.88을 갖는 탄화수소 연료, 예컨대 가솔린의 연소에 상응하는 화학량론적 비율이다. 따라서, 특정 A/F 비율을 주어진 연료에 대한 화학량론적 A/F 비율로 나눈 결과를 나타내기 위해 부호 λ가 사용되어서, λ=1은 화학량론적 혼합물이고, λ>1은 연료-희박 혼합물이며, λ<1은 연료-풍부 혼합물이다. Emissions of nitrogen oxides (NO x ) from lean burn engines must be reduced to meet emission control standards. Conventional three-way conversion (TWC) automotive catalysts are suitable for the reduction of NO x , carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (HC) pollutants in engine exhaust operating at or near stoichiometric air/fuel conditions. The exact ratio of air to fuel that results in the stoichiometric condition depends on the relative ratios of carbon and hydrogen in the fuel. An air-to-fuel (A/F) ratio of 14.65:1 (weight of air to weight of fuel) is a stoichiometric ratio corresponding to the combustion of hydrocarbon fuels having the average formula CH 1.88 , such as gasoline. Thus, the symbol λ is used to denote the result of dividing a particular A/F ratio by the stoichiometric A/F ratio for a given fuel, such that λ=1 is a stoichiometric mixture, λ>1 is a fuel-lean mixture, λ<1 is a fuel-rich mixture.

승용차 등을 위해 사용될 엔진, 특히 가솔린-연료 엔진은 연료 경제성의 조치로 희박 조건 하에 작동하도록 설계되고 있다. 그러한 미래 엔진을 "희박 연소 엔진"이라 지칭한다. 즉, 그러한 엔진에 공급되는 연소 혼합물에서의 공기 대 연료 비율은 화학량론적 비율을 상당히 초과하여 유지되어, 생성된 배기 가스가 "희박"하고, 즉 배기 가스의 산소 함량이 비교적 높다. 희박 연소 엔진이 진보된 연료 경제성을 제공하지만, 이것은 배기물 중의 과량의 산소로 인해서 종래의 TWC 촉매가 그러한 엔진으로부터 NOx 배출을 감소시키는데 효과적이지 않다는 단점을 갖는다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 시도는 NOx 트랩을 사용하는 것을 포함하였다. 그러한 엔진의 배기물이 희박 (산소-풍부) 작동 기간 동안 NOx를 저장하고, 풍부 (연료-풍부) 작동 기간 동안 저장된 NOx를 방출하는 촉매/NOx 흡착제로 처리된다. 풍부 (또는 화학량론적) 작동 기간 동안, 촉매/NOx 흡착제의 촉매 성분이 NOx (NOx 흡착제로부터 방출된 NOx 포함)와 배기물 중에 존재하는 HC, CO, 및/또는 수소의 반응에 의해서 NOx의 질소로의 환원을 촉진시킨다.Engines to be used for passenger cars and the like, especially gasoline-fueled engines, are being designed to operate under lean conditions as a measure of fuel economy. Such future engines are referred to as "lean burn engines". That is, the air-to-fuel ratio in the combustion mixture supplied to such an engine remains significantly above the stoichiometric ratio, so that the exhaust gas produced is "lean", ie the oxygen content of the exhaust gas is relatively high. Although lean burn engines provide advanced fuel economy, they have the disadvantage that conventional TWC catalysts are not effective in reducing NO x emissions from such engines due to the excess oxygen in the exhaust. Attempts to overcome this problem have included the use of NO x traps. The exhaust of such engines is treated with a catalyst/NO x adsorbent that stores NO x during lean (oxygen-rich) periods of operation and releases the stored NO x during periods of rich (fuel-rich) operation. During the rich (or stoichiometric) period of operation, the catalytic component of the catalyst/NO x adsorbent is formed by the reaction of NO x (including NO x released from the NO x adsorbent) with HC, CO, and/or hydrogen present in the exhaust. It promotes the reduction of NO x to nitrogen.

환원 환경에서, 희박 NOx 트랩 (LNT)은 탄화수소의 수증기 개질 반응 및 수성 가스 전환(water gas shift; WGS) 반응을 촉진시켜서 환원제로서의 H2를 제공함으로써 반응을 활성화시켜 NOx를 저감시킨다. 수성 가스 전환 반응은 일산화탄소가 수증기와 반응하여 이산화탄소 및 수소를 형성하는 화학 반응이다. LNT 중의 세리아의 존재는 WGS 반응을 촉매하여, SO2 불활성화에 대한 LNT의 저항성을 개선하고, PGM을 안정화한다. 귀금속 촉매, 예컨대 알루미나 지지체 상에 분산된 백금과 조합된 알칼리 토금속 산화물, 예컨대 Mg, Ca, Sr, 및 Ba의 산화물, 알칼리 금속 산화물, 예컨대 Li, Na, K, Rb, 및 Cs의 산화물, 및 희토류 금속 산화물, 예컨대 Ce, La, Pr, 및 Nd의 산화물을 포함하는 NOx 저장 (흡착제) 성분이 내연 엔진으로부터의 배기 가스를 정제하는데 사용되어 왔다. NOx 저장을 위해, 바리아가 통상적으로 바람직한데, 그 이유는 이것이 희박 엔진 작동에서 질산염을 형성하고, 풍부 조건 하에서 비교적 용이하게 질산염을 방출하기 때문이다. 그러나, NOx 저장을 위해 바리아를 사용하는 촉매는 실제 응용에서, 특히 촉매가 고온 및 희박 작동 조건에 노출되어 에이징되는 경우 문제점을 나타낸다. 그러한 노출 이후에, 그러한 촉매는 특히 저온 (200 내지 350℃) 및 고온 (450℃ 내지 600℃) 작동 조건에서 NOx 환원에 대한 촉매 활성이 현저히 감소한다. 세리아 (CeO2)에 고정된 바륨 (BaCO3)을 포함하는 NOx 저장 물질이 보고되어 있고, 이들 NOx 물질은 개선된 열 에이징 특성을 나타냈다.In a reducing environment, lean NO x traps (LNTs) promote the steam reforming reaction and water gas shift (WGS) reaction of hydrocarbons to activate the reaction by providing H 2 as a reducing agent to reduce NO x . A water gas shift reaction is a chemical reaction in which carbon monoxide reacts with water vapor to form carbon dioxide and hydrogen. The presence of ceria in the LNT catalyzes the WGS reaction, improving the resistance of the LNT to SO 2 inactivation and stabilizing the PGM. Alkaline earth metal oxides such as oxides of Mg, Ca, Sr, and Ba, alkali metal oxides such as oxides of Li, Na, K, Rb, and Cs, and rare earths in combination with noble metal catalysts such as platinum dispersed on an alumina support NO x storage (adsorbent) components comprising metal oxides such as oxides of Ce, La, Pr, and Nd have been used to purify exhaust gases from internal combustion engines. For NO x storage, baria is typically preferred because it forms nitrates in lean engine operation and releases nitrates relatively easily under rich conditions. However, catalysts using baria for NO x storage present problems in practical applications, especially when the catalyst is aged by exposure to high temperature and lean operating conditions. After such exposure, such catalysts have markedly reduced catalytic activity for NO x reduction, especially at low temperature (200-350° C.) and high temperature (450° C.-600° C.) operating conditions. NO x storage materials comprising barium (BaCO 3 ) immobilized on ceria (CeO 2 ) have been reported, and these NO x materials exhibited improved thermal aging properties.

통용되는 정부 규제 (예를 들어, 유로 6(Euro 6))를 충족시키기 위해, 촉매 전환기는 희박 작동 동안에 저온에서 탄화수소를 효과적으로 전환시켜야 하고, 또한 화학량론적 배기 가스에 유리한 조건 하에 탄화수소 및 NOx를 효과적으로 전환시켜야 한다. 추가 난제는 희박 작동 동안에 질소 산화물을 저장하고 풍부 작동 동안에 이들 산화물을 환원시키는 것이다. 그러나, 공간 제약으로 인해, 독립된 TWC를 독립된 LNT 촉매와 함께 사용하는 것은 이상적이지 않다. 그러므로, 독립된 TWC 촉매가 독립된 LNT 촉매와 함께 사용될 때 발생하는 공간 문제를 해소하면서, 표준 TWC 작용과 LNT 기능성 사이에 균형을 이루는 기술이 요구된다.To meet current government regulations (eg Euro 6), catalytic converters must effectively convert hydrocarbons at low temperatures during lean operation, and also convert hydrocarbons and NO x under conditions favorable to stoichiometric exhaust gases. should be effectively converted. A further challenge is to store nitrogen oxides during lean operation and reduce these oxides during rich operation. However, due to space constraints, the use of stand-alone TWCs with stand-alone LNT catalysts is not ideal. Therefore, there is a need for a technique that balances standard TWC behavior and LNT functionality while solving the space problem that arises when a stand-alone TWC catalyst is used with a stand-alone LNT catalyst.

제1 실시양태는 내연 엔진의 배기 스트림을 위한 층상 촉매 복합체에 관한 것이고, 이 층상 촉매 복합체는 기재 상의 촉매적 물질을 포함하며, 촉매적 물질은 적어도 2개의 층을 포함하고, 여기서 제1 층은 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자, 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자 상에 지지된 알칼리 토금속, 및 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자 상에 지지된 적어도 하나의 제1 백금족 금속 성분을 포함하고; 제2 층은 제1 산소 저장 성분 (OSC) 및/또는 제1 내화 금속 산화물 지지체 상에 지지된 제2 백금족 금속 성분, 및 임의로, 제2 내화 금속 산화물 지지체 또는 제2 산소 저장 성분 상에 지지된 제3 백금족 금속을 포함한다.A first embodiment relates to a layered catalyst composite for an exhaust stream of an internal combustion engine, the layered catalyst composite comprising a catalytic material on a substrate, the catalytic material comprising at least two layers, wherein the first layer comprises: a rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particle, an alkaline earth metal supported on the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particle, and at least one first platinum group metal component supported on the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particle. do; The second layer comprises a first oxygen storage component (OSC) and/or a second platinum group metal component supported on a first refractory metal oxide support, and optionally, a second refractory metal oxide support or a second oxygen storage component supported on the second oxygen storage component. and a third platinum group metal.

제2 실시양태에서, 제1 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 촉매는 희박 NOx 트랩 기능성 및 3원 전환 기능성을 둘 다 제공하는데 효과적이다.In a second embodiment, the layered catalyst composite of the first embodiment is modified, wherein the catalyst is effective to provide both lean NO x trap functionality and three-way conversion functionality.

제3 실시양태에서, 제1 및 제2 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 제1 층은 관통형 모놀리스(flow-through monolith)를 포함하는 기재 상에 배치되고 제2 층은 제1 층 상에 배치된다.In a third embodiment, the layered catalyst composite of the first and second embodiments is modified, wherein the first layer is disposed on a substrate comprising a flow-through monolith and the second layer is the first placed on the floor.

제4 실시양태에서, 제1 및 제2 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 제2 층은 관통형 모놀리스를 포함하는 기재 상에 배치되고 제1 층은 제2 층 상에 배치된다.In a fourth embodiment, the layered catalyst composite of the first and second embodiments is modified, wherein the second layer is disposed on a substrate comprising a flow-through monolith and the first layer is disposed on the second layer.

제5 실시양태에서, 제1 내지 제4 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 기재는 벽유동형(wall-flow) 필터를 포함하고, 제1 층은 통로의 입구 세트 쪽에 있고 제2 층은 통로의 출구 세트 쪽에 있다.In a fifth embodiment, the layered catalyst composite of the first to fourth embodiments is modified, wherein the substrate comprises a wall-flow filter, wherein the first layer is on the inlet set side of the passageway and the second layer comprises: It's on the exit set side of the aisle.

제6 실시양태에서, 제1 내지 제4 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 기재는 벽유동형 필터를 포함하고, 제1 층은 통로의 출구 세트 쪽에 있고 제2 층은 통로의 입구 세트 쪽에 있다.In a sixth embodiment, the layered catalyst composite of the first to fourth embodiments is modified, wherein the substrate comprises a wall-flow filter, wherein the first layer is on the side of the outlet set of passageways and the second layer is on the side of the inlet set of passageways. have.

제7 실시양태에서, 제1 내지 제6 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 층상 촉매 복합체는 탄화수소 트랩핑 물질이 존재하지 않는다.In a seventh embodiment, the layered catalyst composite of the first to sixth embodiments is modified, wherein the layered catalyst composite is free of hydrocarbon trapping material.

제8 실시양태에서, 제1 내지 제7 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자는 입자 중의 중량 퍼센트로 산화물 기준으로 약 20% 내지 약 80%의 범위로 존재하는 세리아 상을 갖는다.In an eighth embodiment, the layered catalyst composite of the first to seventh embodiments is modified, wherein the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particles are in the range of from about 20% to about 80% on an oxide basis by weight percent of the particles. It has an existing ceria phase.

제9 실시양태에서, 제1 내지 제8 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자는 세리아-알루미나 입자를 포함한다.In a ninth embodiment, the layered catalyst composite of the first to eighth embodiments is modified, wherein the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particles comprise ceria-alumina particles.

제10 실시양태에서, 제1 내지 제9 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 세리아-알루미나 입자는 입자 중의 중량 퍼센트로 산화물 기준으로 약 20% 내지 약 80%의 범위로 존재하는 세리아 상을 갖는다.In a tenth embodiment, the layered catalyst composite of the first to ninth embodiments is modified, wherein the ceria-alumina particles have a ceria phase present in the range of from about 20% to about 80% on an oxide basis by weight percent of the particles. have

제11 실시양태에서, 제1 내지 제10 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 세리아-알루미나 입자는 알칼리 토금속이 실질적으로 존재하지 않는다.In an eleventh embodiment, the layered catalyst composite of the first to tenth embodiments is modified, wherein the ceria-alumina particles are substantially free of alkaline earth metals.

제12 실시양태에서, 제1 내지 제11 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 제1, 제2, 및 제3 백금족 금속 성분은 독립적으로 백금, 팔라듐, 및/또는 로듐을 포함한다.In a twelfth embodiment, the layered catalyst composite of the first to eleventh embodiments is modified, wherein the first, second, and third platinum group metal components independently comprise platinum, palladium, and/or rhodium.

제13 실시양태에서, 제1 내지 제12 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 제1 백금족 금속 성분은 팔라듐 및 백금을 둘 다 포함한다.In a thirteenth embodiment, the layered catalyst composite of the first to twelfth embodiments is modified, wherein the first platinum group metal component comprises both palladium and platinum.

제14 실시양태에서, 제1 내지 제13 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 제1 백금족 금속 성분은 백금을 포함한다.In a fourteenth embodiment, the layered catalyst composite of the first to thirteenth embodiments is modified, wherein the first platinum group metal component comprises platinum.

제15 실시양태에서, 제1 내지 제14 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 제2 백금족 금속 성분은 팔라듐을 포함한다.In a fifteenth embodiment, the layered catalyst composite of the first to fourteenth embodiments is modified, wherein the second platinum group metal component comprises palladium.

제16 실시양태에서, 제1 내지 제15 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 제3 백금족 금속 성분은 로듐을 포함한다.In a sixteenth embodiment, the layered catalyst composite of the first to fifteenth embodiments is modified, wherein the third platinum group metal component comprises rhodium.

제17 실시양태에서, 제1 내지 제16 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 제1 및 제2 내화 금속 산화물 지지체는 독립적으로 알루미나, 지르코니아, 알루미나-지르코니아, 란타나-알루미나, 란타나-지르코니아-알루미나, 바리아-알루미나, 바리아-란타나-알루미나, 바리아-란타나-네오디미아-알루미나, 알루미나-크로미아, 알루미나-세리아, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된, 활성화된, 안정화된, 또는 이들 둘 다 해당되는 화합물을 포함한다.In a seventeenth embodiment, the layered catalyst composite of the first to sixteenth embodiments is modified, wherein the first and second refractory metal oxide supports are independently alumina, zirconia, alumina-zirconia, lanthana-alumina, lanthana-zirconia- activated, stabilized, selected from the group consisting of alumina, baria-alumina, baria-lantana-alumina, baria-lanthana-neodymia-alumina, alumina-chromia, alumina-ceria, and combinations thereof or both include the corresponding compound.

제18 실시양태에서, 제1 내지 제17 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 제1 및 제2 산소 저장 성분은 세리아-지르코니아 복합체 또는 희토류-안정화된 세리아-지르코니아를 포함한다.In an eighteenth embodiment, the layered catalyst composite of the first to seventeenth embodiments is modified, wherein the first and second oxygen storage components comprise a ceria-zirconia composite or a rare earth-stabilized ceria-zirconia.

제19 실시양태에서, 제1 내지 제18 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 제1 산소 저장 성분 및 제2 산소 저장 성분은 상이한 세리아-지르코니아 복합체를 포함하며, 제1 산소 저장 성분은 35 내지 45 중량% 범위의 세리아 및 43 내지 53 중량% 범위의 지르코니아를 포함하고 제2 산소 저장 성분은 15 내지 25 중량% 범위의 세리아 및 70 내지 80 중량% 범위의 지르코니아를 포함한다.In a nineteenth embodiment, the layered catalyst composite of the first to eighteenth embodiments is modified, wherein the first oxygen storage component and the second oxygen storage component comprise different ceria-zirconia composites, and wherein the first oxygen storage component is 35 and wherein the second oxygen storage component comprises ceria in the range of from 15 to 25 weight percent and zirconia in the range of 70 to 80 weight percent and ceria in the range of from 45 to 45 weight percent and zirconia in the range of 43 to 53 weight percent.

제20 실시양태에서, 제1 내지 제19 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 알칼리 토금속은 바륨을 포함한다.In a twentieth embodiment, the layered catalyst composite of the first to nineteenth embodiments is modified, wherein the alkaline earth metal comprises barium.

제21 실시양태에서, 제1 내지 제20 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 바륨은 산화물 기준으로 제1 층의 약 5 중량% 내지 30 중량% 범위의 양으로 존재한다.In a twenty-first embodiment, the layered catalyst composite of the first to twentieth embodiments is modified, wherein barium is present in an amount ranging from about 5% to 30% by weight of the first layer on an oxide basis.

제22 실시양태에서, 제1 내지 제21 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 제2 층은 제1 내화 금속 산화물 지지체 상에 지지된 제2 알칼리 토금속을 추가로 포함한다.In a twenty-second embodiment, the layered catalyst composite of the first to twenty-first embodiments is modified, wherein the second layer further comprises a second alkaline earth metal supported on the first refractory metal oxide support.

제23 실시양태에서, 제22 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 제2 알칼리 토금속은 바륨을 포함한다.In a twenty-third embodiment, the layered catalyst composite of the twenty-second embodiment is modified, wherein the second alkaline earth metal comprises barium.

제24 실시양태에서, 제23 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 바륨은 산화물 기준으로 제2 층의 약 0 중량% 내지 약 10 중량% 범위의 양으로 존재한다.In a twenty-fourth embodiment, the layered catalyst composite of the twenty-third embodiment is modified, wherein barium is present in an amount ranging from about 0% to about 10% by weight of the second layer on an oxide basis.

제25 실시양태에서, 제1 내지 제24 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 희박 조건 하에, 층상 촉매 복합체는 동시에 NOx를 저장하고 또한 CO, HC, 및 NO를 NO2로 산화시키는데 효과적이다.In a twenty-fifth embodiment, the layered catalyst composite of the first to twenty-fourth embodiments is modified, wherein under lean conditions, the layered catalyst composite is effective to simultaneously store NO x and also oxidize CO, HC, and NO to NO 2 to be.

제26 실시양태에서, 제1 내지 제25 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 풍부 조건 하에, 층상 촉매 복합체는 동시에 CO 및 HC를 전환시키고 또한 NOx를 방출 및 환원시키는데 효과적이다.In a twenty-sixth embodiment, the layered catalyst composite of the first to the twenty-fifth embodiments is modified, wherein under rich conditions, the layered catalyst composite is effective at simultaneously converting CO and HC and also releasing and reducing NO x .

제27 실시양태에서, 제1 내지 제26 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 화학량론적 조건 하에, 층 촉매 복합체는 동시에 CO, HC, 및 NOx를 전환시키는데 효과적이다.In a twenty-seventh embodiment, the layered catalyst composite of the first to twenty-sixth embodiments is modified, wherein, under stoichiometric conditions, the layered catalyst composite is effective to simultaneously convert CO, HC, and NO x .

제28 실시양태에서, 제1 실시양태의 층상 촉매 복합체가 변형되고, 여기서 촉매 복합체는 희박 NOx 트랩 기능성 및 3원 전환 기능성을 둘 다 제공하는데 효과적이고; 기재는 관통형 담체를 포함하고 제1 층이 기재 상에 배치되며 제2 층이 제1 층 상에 배치되고; 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자가 복합체 중의 중량 퍼센트로 산화물 기준으로 약 20% 내지 약 80%의 범위로 존재하는 세리아 상을 갖는 세리아-알루미나 입자를 포함하고; 제1 백금족 금속 성분이 팔라듐 및/또는 백금을 포함하고; 제2 백금족 금속 성분이 팔라듐을 포함하며; 제3 백금족 금속 성분이 로듐을 포함한다.In a twenty-eighth embodiment, the layered catalyst composite of the first embodiment is modified, wherein the catalyst composite is effective to provide both lean NO x trap functionality and three-way conversion functionality; the substrate comprises a flow-through carrier and the first layer is disposed on the substrate and the second layer is disposed on the first layer; wherein the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particles comprise ceria-alumina particles having a ceria phase present in the range of from about 20% to about 80% on an oxide basis by weight percent in the composite; the first platinum group metal component comprises palladium and/or platinum; the second platinum group metal component comprises palladium; The third platinum group metal component includes rhodium.

제29 실시양태는 엔진의 하류에 위치하는 제1 내지 제28 실시양태의 층상 촉매 복합체를 포함하는 배기 가스 처리 시스템에 관한 것이다.A twenty-ninth embodiment relates to an exhaust gas treatment system comprising the layered catalyst composite of the first to twenty-eighth embodiments positioned downstream of an engine.

제30 실시양태에서, 제29 실시양태의 배기 가스 처리 시스템이 변형되고, 여기서 엔진은 희박 연소 엔진을 포함한다.In a thirtieth embodiment, the exhaust gas treatment system of the twenty-ninth embodiment is modified, wherein the engine comprises a lean burn engine.

제31 실시양태에서, 제30 실시양태의 배기 가스 처리 시스템이 변형되고, 여기서 희박 연소 엔진은 희박 가솔린 직접 분사식 엔진을 포함한다.In a thirty-first embodiment, the exhaust gas treatment system of the thirtieth embodiment is modified, wherein the lean burn engine comprises a lean gasoline direct injection engine.

제32 실시양태에서, 제29 내지 제31 실시양태의 배기 가스 처리 시스템이 변형되어, TWC, SCR, GPF, LNT, AMOx, 필터 상의 SCR 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 촉매를 추가로 포함한다.In a thirty-second embodiment, the exhaust gas treatment system of the twenty-ninth to thirty-first embodiments is modified to further comprise a catalyst selected from the group consisting of TWC, SCR, GPF, LNT, AMOx, SCR on filter, and combinations thereof. .

제33 실시양태에서, 제29 내지 제32 실시양태의 배기 가스 처리 시스템이 변형되어, 층상 촉매 복합체의 하류에 위치하는 SCR 촉매를 추가로 포함한다.In a thirty-third embodiment, the exhaust gas treatment system of the twenty-ninth to thirty-second embodiments is modified to further include an SCR catalyst located downstream of the layered catalyst composite.

제34 실시양태는 가스를 제1 내지 제27 실시양태의 층상 촉매 복합체와 접촉시키는 것을 포함하고, 여기서 희박 조건 하에, 층상 촉매 복합체는 동시에 NOx를 저장하고 또한 CO, HC, 및 NO를 산화시키는데 효과적이고; 풍부 조건 하에, 층상 촉매 복합체는 동시에 CO 및 HC를 전환시키고 또한 NOx를 방출 및 환원시키는데 효과적이고; 화학량론적 조건 하에, 층상 촉매 복합체는 동시에 CO, HC, 및 NOx를 전환시키는데 효과적인, 탄화수소, 일산화탄소, 및 질소 산화물을 포함하는 가스의 처리 방법에 관한 것이다.A thirty-fourth embodiment comprises contacting the gas with the layered catalyst composite of the first to twenty-seventh embodiments, wherein under lean conditions, the layered catalyst composite simultaneously stores NO x and also oxidizes CO, HC, and NO. effective; Under abundant conditions, the layered catalyst complex is effective in simultaneously converting CO and HC and also releasing and reducing NO x ; Under stoichiometric conditions, the layered catalyst composite is directed to a method of treating gases comprising hydrocarbons, carbon monoxide, and nitrogen oxides that are effective at simultaneously converting CO, HC, and NO x .

제35 실시양태는 담체를 제공하고, 담체를 촉매적 물질의 제1 및 제2 층으로 코팅하는 것을 포함하고; 제1 층이 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자, 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자 상에 지지된 알칼리 토금속, 및 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자 상에 지지된 적어도 하나의 제1 백금족 금속 성분을 포함하고, 복합체의 최외각 층인 제2 층이 제1 산소 저장 성분 (OSC) 또는 제1 내화 금속 산화물 지지체 상에 지지된 제2 백금족 금속 성분 및 제2 내화 금속 산화물 지지체 또는 제2 산소 저장 성분 상에 지지된 제3 백금족 금속 성분을 포함하는 것인, 층상 촉매 복합체의 제조 방법에 관한 것이다.A thirty-fifth embodiment comprises providing a carrier and coating the carrier with first and second layers of a catalytic material; the first layer is a rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particle, an alkaline earth metal supported on the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particle, and at least one first platinum group supported on the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particle A second platinum group metal component comprising a metal component and a second layer, which is the outermost layer of the composite, supported on a first oxygen storage component (OSC) or a first refractory metal oxide support and a second refractory metal oxide support or second oxygen It relates to a method for preparing a layered catalyst composite, comprising a third platinum group metal component supported on a storage component.

도 1은 실시양태에 따른 층상 촉매 복합체를 포함할 수 있는 벌집 유형의 내화 기재 부재의 투시도이고;
도 2는 도 1에 대해서 확대되고 도 1의 기재의 단부 면에 평행한 평면을 따라 그린 부분 단면도로서, 도 1에 도시된 가스 유동 통로 중 하나의 확대도를 도시하고;
도 3a는 새로운 상태(fresh state)에서의 실시예 1, 2, 3, 4, 및 7에 따른 순환 NOx 전환율의 그래프이고;
도 3b는 새로운 상태에서의 실시예 1, 2, 3, 4, 및 7에 따른 NOx 트랩핑 능력의 그래프이고;
도 4a는 N2 중의 2% O2 및 10% 수증기 중에서 950℃에서 5시간 동안 에이징한 후의 실시예 1, 2, 3, 4, 및 7에 따른 순환 NOx 전환율의 그래프이고;
도 4b는 N2 중의 2% O2 및 10% 수증기 중에서 950℃에서 5시간 동안 에이징한 후의 실시예 1, 2, 3, 4, 및 7에 따른 NOx 트랩핑 능력의 그래프이고;
도 5a는 내연 엔진에서 950℃에서 64시간 동안 에이징한 후의 실시예 1 및 4에 따른 미관 NOx 배출량의 그래프이고;
도 5b는 내연 엔진에서 950℃에서 64시간 동안 에이징한 후의 실시예 1 및 4에 따른 NMHC 배출량의 그래프이고;
도 6은 새로운 상태에서의 실시예 1의 언더코트(undercoat)의 TEM 영상이고;
도 7은 새로운 상태에서의 실시예 1의 탑코트(topcoat)의 TEM 영상이다.
1 is a perspective view of a honeycomb type refractory substrate member that may include a layered catalyst composite according to an embodiment;
FIG. 2 is a partial cross-sectional view enlarged with respect to FIG. 1 and taken along a plane parallel to the end face of the substrate of FIG. 1, showing an enlarged view of one of the gas flow passages shown in FIG. 1;
3A is a graph of cyclic NO x conversion according to Examples 1, 2, 3, 4, and 7 in the fresh state;
3B is a graph of NO x trapping capacity according to Examples 1, 2, 3, 4, and 7 in the new state;
4A is a graph of cyclic NO x conversion according to Examples 1, 2, 3, 4, and 7 after aging at 950° C. for 5 hours in 2% O 2 in N 2 and 10% water vapor;
4B is a graph of NO x trapping capacity according to Examples 1, 2, 3, 4, and 7 after aging at 950° C. for 5 hours in 2% O 2 and 10% water vapor in N 2 ;
5A is a graph of aesthetic NO x emissions according to Examples 1 and 4 after aging at 950° C. for 64 hours in an internal combustion engine;
5B is a graph of NMHC emissions according to Examples 1 and 4 after aging at 950° C. for 64 hours in an internal combustion engine;
6 is a TEM image of the undercoat of Example 1 in a new condition;
7 is a TEM image of the topcoat of Example 1 in a new state.

본 발명의 몇몇 예시적인 실시양태를 기재하기 전에, 본 발명은 하기의 기재내용에 상술된 구성 또는 공정 단계의 상세사항으로 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 본 발명은 다른 실시양태일 수 있고, 다양한 방식으로 실시되거나 또는 수행될 수 있다.Before describing some exemplary embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited to the details of construction or process steps detailed in the description that follows. The invention is capable of other embodiments and of being practiced or of being carried out in various ways.

본 발명의 실시양태에 따라서, TWC 작용과 LNT 기능성 사이에 균형을 이루는, 내연 엔진의 배기 스트림을 위한 층상 촉매 복합체가 제공된다. 희박 작동시에, 촉매 복합체는 일산화탄소 (CO) 및 탄화수소 (HC)의 전환 및 NOx의 저장을 허용한다. 풍부 작동시에, 촉매는 CO 및 HC를 전환시키고 NOx를 방출 및 환원시키는데 효과적이다. 화학량론적 작동시에, 촉매 복합체는 CO, HC, 및 NOx의 동시 전환을 허용한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a layered catalyst composite for an exhaust stream of an internal combustion engine that balances TWC action and LNT functionality. In lean operation, the catalyst complex allows conversion of carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC) and storage of NO x . In rich operation, the catalyst is effective in converting CO and HC and releasing and reducing NO x . In stoichiometric operation, the catalyst complex allows for simultaneous conversion of CO, HC, and NO x .

하나 이상의 실시양태에서, 층상 촉매 복합체는 기재 상의 촉매적 물질을 포함한다. 촉매적 물질은 적어도 2개의 층, 즉 제1 층 및 제2 층을 포함한다. 제1 층은 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자, 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자 상에 지지된 알칼리 토금속, 및 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자 상에 지지된 적어도 하나의 제1 백금족 금속 성분을 포함한다. 제2 층은 제1 산소 저장 성분 (OSC) 및/또는 제1 내화 금속 산화물 지지체 상에 지지된 제2 백금족 금속 성분, 및 임의로, 제2 내화 금속 산화물 지지체 또는 제2 산소 저장 성분 상에 지지된 제3 백금족 금속을 포함한다.In one or more embodiments, the layered catalyst composite comprises a catalytic material on a substrate. The catalytic material comprises at least two layers, a first layer and a second layer. The first layer comprises a rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particle, an alkaline earth metal supported on the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particle, and at least one first platinum group supported on the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particle. contains metal components. The second layer comprises a first oxygen storage component (OSC) and/or a second platinum group metal component supported on a first refractory metal oxide support, and optionally, a second refractory metal oxide support or a second oxygen storage component supported on the second oxygen storage component. and a third platinum group metal.

본 개시내용에 사용된 용어와 관련하여, 하기의 정의가 제공된다.With respect to terms used in this disclosure, the following definitions are provided.

본원에 사용된 용어 "촉매" 또는 "촉매 물질" 또는 "촉매적 물질"은 반응을 촉진시키는 물질을 말한다. 본원에 사용된 용어 "촉매 복합체"는 촉매적 물질, 예를 들어 CO, HC, 및 NO의 산화를 촉매하는데 효과적인 PGM 성분을 함유하는 하나 이상의 워시코트(washcoat) 층을 갖는 담체 기재, 예를 들어 벌집형 기재를 포함하는 촉매적 물품을 말한다.As used herein, the term “catalyst” or “catalytic material” or “catalytic material” refers to a material that promotes a reaction. As used herein, the term “catalyst complex” refers to a carrier substrate having one or more washcoat layers containing a PGM component effective to catalyze the oxidation of a catalytic material, such as CO, HC, and NO, e.g. refers to a catalytic article comprising a honeycomb substrate.

본원에 사용된 용어 "층" 및 "층상"은 표면, 예를 들어 기재 상에 지지된 구조를 말한다. 하나 이상의 실시양태에서, 본 발명의 층상 촉매 복합체는 단일 기재 또는 기재 부재 상에 코팅된, 하나의 층 (예를 들어, 제1 또는 제2 층)이 다른 층 (예를 들어, 제2 또는 제1 층)의 상면 위에 있는 2개의 구별되는 층을 포함한다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 층이 기재 (예를 들어, 관통형 모놀리스)의 전체 축 길이에 걸쳐서 코팅되고, 제2 층이 제1 층의 전체 축 길이에 걸쳐서 코팅된다. 다른 실시양태에서는, 제2 층이 기재 상에 배치되고, 제1 층이 제2 층 상에 배치된다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 및 제2 층은 워시코트이다.As used herein, the terms “layer” and “lamellar” refer to structures supported on a surface, eg, a substrate. In one or more embodiments, the layered catalyst composites of the present invention are coated on a single substrate or substrate member, wherein one layer (eg, first or second layer) is coated on another layer (eg, second or second layer). It contains two distinct layers on top of the first floor). In one or more embodiments, the first layer is coated over the entire axial length of the substrate (eg, the flow-through monolith) and the second layer is coated over the entire axial length of the first layer. In another embodiment, the second layer is disposed on the substrate and the first layer is disposed on the second layer. In one or more embodiments, the first and second layers are washcoats.

본원에 사용된 용어 "워시코트"는 담체 기재 물질, 예컨대 벌집 유형의 담체 부재에 적용된 촉매적 물질 또는 다른 물질의 얇은, 접착성의 코팅물인 관련 기술분야에서의 보통의 의미를 가지며, 이것은 처리되고 있는 가스 스트림의 통과를 허용하도록 충분히 다공성이다. 관련 기술분야에서 이해되고 있는 바와 같이, 워시코트는 슬러리로 입자의 분산액으로부터 수득되는데, 분산액이 기재에 적용되고, 건조된 다음, 하소되어 다공성 워시코트를 제공한다.As used herein, the term "washcoat" has its ordinary meaning in the art, which is a thin, adhesive coating of a catalytic or other material applied to a carrier base material, such as a honeycomb type carrier member, which is being treated It is sufficiently porous to allow passage of gas streams. As is understood in the art, a washcoat is obtained from a dispersion of particles as a slurry, wherein the dispersion is applied to a substrate, dried and then calcined to provide a porous washcoat.

본원에 사용된 용어 "내화 금속 산화물 지지체" 및 "지지체"는 그 위에 추가 화학 화합물 또는 원소가 담지되는, 밑에 놓여 있는 고 표면적 물질을 말한다. 지지체 입자는 20 Å 초과의 세공 및 광범위한 세공 분포를 갖는다. 본원에 정의된 그러한 금속 산화물 지지체는 분자체, 구체적으로는 제올라이트를 배제한다. 특정 실시양태에서, 고 표면적 내화 금속 산화물 지지체는 예를 들어, 그램 당 60 제곱미터 ("m2/g") 초과, 종종 최대 약 200 m2/g 또는 그 초과의 BET 표면적을 전형적으로 나타내는, "감마 알루미나" 또는 "활성 알루미나"라고도 지칭되는 알루미나 지지체 물질이 이용될 수 있다. 그러한 활성 알루미나는 통상적으로 감마 및 델타 상의 알루미나의 혼합물이지만, 또한 상당량의 에타, 카파, 및 세타 알루미나 상을 함유할 수도 있다. 활성 알루미나 이외의 내화 금속 산화물이 주어진 촉매에서의 촉매적 성분의 적어도 일부를 위한 지지체로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 벌크 세리아, 지르코니아, 알파 알루미나, 실리카, 티타니아, 및 다른 물질이 그러한 용도로 공지되어 있다.As used herein, the terms "refractory metal oxide support" and "support" refer to an underlying high surface area material on which additional chemical compounds or elements are supported. The support particles have pores greater than 20 Angstroms and a broad pore distribution. Such metal oxide supports as defined herein exclude molecular sieves, specifically zeolites. In certain embodiments, the high surface area refractory metal oxide support typically exhibits, for example, a BET surface area greater than 60 square meters per gram (“m 2 /g”), often up to about 200 m 2 /g or greater,” Alumina support materials, also referred to as "gamma alumina" or "activated alumina", may be used. Such activated alumina is typically a mixture of alumina in gamma and delta phases, but may also contain significant amounts of eta, kappa, and theta alumina phases. A refractory metal oxide other than activated alumina may be used as a support for at least a portion of the catalytic component in a given catalyst. For example, bulk ceria, zirconia, alpha alumina, silica, titania, and other materials are known for such use.

본 발명의 하나 이상의 실시양태는 알루미나, 지르코니아, 알루미나-지르코니아, 란타나-알루미나, 란타나-지르코니아-알루미나, 바리아-알루미나, 바리아-란타나-알루미나, 바리아-란타나-네오디미아-알루미나, 알루미나-크로미아, 세리아, 알루미나-세리아, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 활성 화합물을 포함하는 내화 금속 산화물 지지체를 포함한다. 이들 물질 중 다수가 활성 알루미나보다 상당히 낮은 BET 표면적을 갖는 단점을 겪지만, 그러한 단점은 생성 촉매의 증가한 내구성 또는 성능 향상에 의해 상쇄되는 경향이 있다. 본원에 사용된 용어 "BET 표면적"은 N2 흡착에 의해 표면적을 결정하는 브루나우어, 에메트, 텔러법(Brunauer, Emmett, Teller method)을 지칭하는 보통의 의미를 갖는다. 세공 직경 및 세공 부피 또한 BET 유형의 N2 흡착 또는 탈착 실험을 사용하여 결정될 수 있다.One or more embodiments of the present invention are alumina, zirconia, alumina-zirconia, lantana-alumina, lantana-zirconia-alumina, baria-alumina, baria-lantana-alumina, baria-lantana-neodymia-alumina, alumina - a refractory metal oxide support comprising an active compound selected from the group consisting of chromia, ceria, alumina-ceria, and combinations thereof. Although many of these materials suffer from the disadvantage of having a significantly lower BET surface area than activated alumina, such disadvantages tend to be offset by increased durability or improved performance of the resulting catalyst. As used herein, the term “BET surface area” has its ordinary meaning to refer to the Brunauer, Emmett, Teller method for determining surface area by N 2 adsorption. Pore diameter and pore volume can also be determined using a BET type of N 2 adsorption or desorption experiment.

하나 이상의 실시양태에서, 제1 및 제2 내화 금속 산화물 지지체는 독립적으로 알루미나, 지르코니아, 알루미나-지르코니아, 란타나-알루미나, 란타나-지르코니아-알루미나, 바리아-알루미나, 바리아-란타나-알루미나, 바리아-란타나-네오디미아-알루미나, 알루미나-크로미아, 세리아, 알루미나-세리아, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된, 활성화된, 안정화된, 또는 이들 둘 다 해당되는 화합물을 포함한다. 구체적인 실시양태에서, 제2 내화 금속 산화물은 알루미나를 포함한다.In one or more embodiments, the first and second refractory metal oxide supports are independently alumina, zirconia, alumina-zirconia, lanthana-alumina, lantana-zirconia-alumina, baria-alumina, baria-lantana-alumina, baria -lanthana-neodymia-alumina, alumina-chromia, ceria, alumina-ceria, and combinations thereof, activated, stabilized, or both. In a specific embodiment, the second refractory metal oxide comprises alumina.

본원에 사용된 용어 "공간 속도"는 반응물의 유입되는 부피 유량을 반응기 부피 (또는 촉매층 부피)로 나눈 몫을 말하고, 이것은 단위 시간 당 얼마나 많은 공급물의 반응기 부피가 처리될 수 있는지를 나타낸다. 공간 속도는 일반적으로 반응기 공간 시간의 역수로서 간주된다.As used herein, the term "space velocity" refers to the quotient of the incoming volumetric flow rate of reactants divided by the reactor volume (or catalyst bed volume), which indicates how many reactor volumes of feed can be processed per unit time. Space velocity is generally regarded as the reciprocal of reactor space time.

본원에 사용된 용어 "희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자"는 촉매적 성분을 위한 담체로서 이용되는 희토류 산화물과 고 표면적 내화 금속 산화물 입자의 혼합물을 말한다. 하나 이상의 실시양태에서, 희토류 산화물은 Ce, Pr, Nd, Eu, Sm, Yb, 및 La, 및 이들의 혼합물로부터 선택된 희토류 금속의 적어도 하나의 산화물로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 희토류 산화물은 하나 이상의 다른 성분, 예컨대 란타넘, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 니오븀, 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 오스뮴, 루테늄, 탄탈럼, 지르코늄, 하프늄, 이트륨, 니켈, 망간, 철, 구리, 은, 금, 가돌리늄, 및 이들의 조합과 혼합될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 고 표면적 내화 금속 산화물은 관련 기술분야에 공지되어 있는 임의의 고 표면적 내화 금속 산화물을 포함한다. 예를 들어, 고 표면적 내화 금속 산화물은 알루미나, 지르코니아, 알루미나-지르코니아, 란타나-알루미나, 란타나-지르코니아-알루미나, 바리아-알루미나, 바리아-란타나-알루미나, 바리아-란타나-네오디미아-알루미나, 알루미나-크로미아, 세리아, 및 알루미나-세리아 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자는 세리아-알루미나 입자를 포함한다. 구체적인 실시양태에서, 세리아-알루미나 입자는 제1 층 중의 중량 퍼센트로 산화물 기준으로 약 20% 내지 약 80%의 범위로, 예를 들어 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 또는 80%로 존재하는 세리아 상을 갖는다. 하나 이상의 구체적인 실시양태에서, XRD로부터 얻어진, 새로운 샘플 및 에이징 샘플의 평균 CeO2 결정자 크기가 CeO2 열수 안정성의 측정값으로서 사용될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 실시양태에서, CeO2는 열수 안정성을 가지며 N2 중의 2% O2 및 10% 수증기 중에서 950℃에서 5시간 동안 에이징한 후에 130 Å 미만의 평균 결정자 크기를 갖는 결정자의 형태로 존재한다. 구체적인 실시양태에서, 세리아-알루미나 입자는 복합체 중의 중량 퍼센트로 산화물 기준으로 약 50%의 양으로 존재하는 세리아 상을 포함한다. 다른 구체적인 실시양태에서, 세리아-알루미나 입자는 복합체 중의 중량 퍼센트로 산화물 기준으로 약 30%의 양으로 존재하는 세리아 상을 포함한다.As used herein, the term “rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particles” refers to a mixture of rare earth oxide and high surface area refractory metal oxide particles used as a carrier for a catalytic component. In one or more embodiments, the rare earth oxide is selected from at least one oxide of a rare earth metal selected from Ce, Pr, Nd, Eu, Sm, Yb, and La, and mixtures thereof. In some embodiments, the rare earth oxide comprises one or more other components, such as lanthanum, praseodymium, neodymium, niobium, platinum, palladium, rhodium, iridium, osmium, ruthenium, tantalum, zirconium, hafnium, yttrium, nickel, manganese, iron, It may be mixed with copper, silver, gold, gadolinium, and combinations thereof. In one or more embodiments, the high surface area refractory metal oxide includes any high surface area refractory metal oxide known in the art. For example, high surface area refractory metal oxides include alumina, zirconia, alumina-zirconia, lanthana-alumina, lantana-zirconia-alumina, baria-alumina, baria-lantana-alumina, baria-lantana-neodymia-alumina. , alumina-chromia, ceria, and alumina-ceria. In one or more embodiments, the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particles comprise ceria-alumina particles. In a specific embodiment, the ceria-alumina particles are in the range of from about 20% to about 80% on an oxide basis by weight percent in the first layer, for example 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45 %, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, or 80% ceria phase present. In one or more specific embodiments, the average CeO 2 crystallite size of fresh and aged samples obtained from XRD can be used as a measure of CeO 2 hydrothermal stability. Thus, in one or more embodiments, CeO 2 is hydrothermal stability and is in the form of crystallites having an average crystallite size of less than 130 Å after aging at 950° C. for 5 hours in 2% O 2 and 10% water vapor in N 2 . do. In a specific embodiment, the ceria-alumina particles comprise a ceria phase present in an amount of about 50% on an oxide basis by weight percent of the composite. In another specific embodiment, the ceria-alumina particles comprise a ceria phase present in an amount of about 30% on an oxide basis by weight percent of the composite.

하나 이상의 실시양태에서, CeO2는 열수 안정성을 가지며 950℃에서의 에이징시 보다 큰 결정자로의 성장에 대하여 저항성을 갖는 결정자의 형태로 존재한다. 본원에 사용된 "성장에 대하여 저항성을 갖는다"는 용어는 결정자가 에이징시 평균 130 Å 이하의 크기로 성장함을 의미한다. 구체적인 실시양태에서, XRD에 의해 결정된, CeO2 결정자 크기는 2% O2 및 10% 수증기/N2 중에서 950℃에서 5시간 동안 촉매적 물품을 에이징한 후에 130 Å 미만이다. 하나 이상의 실시양태에 따라서, 분말 샘플 및 코팅된 촉매의 CeO2 결정자 크기는 상이하다. 코팅된 촉매에서는, 다른 워시코트 성분이 CeO2에 대하여 안정화 효과를 가져올 수 있다. 따라서, 동일한 950℃ 에이징 후에, 코팅된 촉매의 CeO2 결정자 크기가 분말의 것보다 작다.In one or more embodiments, CeO 2 is in the form of crystallites that are hydrothermal stability and resistant to growth into larger crystallites upon aging at 950°C. As used herein, the term “resistant to growth” means that crystallites grow to an average size of 130 Angstroms or less with aging. In a specific embodiment, the CeO 2 crystallite size, as determined by XRD, is less than 130 Å after aging the catalytic article at 950° C. for 5 hours in 2% O 2 and 10% water vapor/N 2 . According to one or more embodiments, the CeO 2 crystallite size of the powder sample and the coated catalyst are different. In the coated catalyst, other washcoat components may have a stabilizing effect on CeO 2 . Thus, after the same 950° C. aging, the CeO 2 crystallite size of the coated catalyst is smaller than that of the powder.

본원에 사용된 용어 "평균 결정자 크기"는 하기에 기재된 XRD에 의해 결정되는 평균 크기를 말한다.As used herein, the term “average crystallite size” refers to the average size determined by XRD as described below.

본원에 사용된 용어 "XRD"는 결정의 원자 및 분자 구조를 결정하는 방법인, x-선 회절 결정법을 말한다. XRD에서, 결정질 원자는 x-선 빔을 수많은 특이적인 방향으로 회절시킨다. 이러한 회절된 빔의 각도 및 강도를 측정함으로써, 결정 내 전자 밀도의 3차원 영상이 생성될 수 있다. 이러한 전자 밀도로부터, 결정에서의 원자의 위치 뿐만 아니라, 그들의 화학 결합, 무질서도(disorder), 및 다른 정보가 결정될 수 있다. 특히, XRD는 결정자 크기를 추정하는데 사용될 수 있는데; 피크 폭이 결정자 크기에 반비례하고; 결정자 크기가 작아질수록, 피크가 넓어진다. 하나 이상의 실시양태에서, XRD는 CeO2 입자의 평균 결정자 크기를 측정하는데 사용된다.As used herein, the term “XRD” refers to x-ray diffraction crystallization, a method for determining the atomic and molecular structure of a crystal. In XRD, crystalline atoms diffract an x-ray beam in a number of specific directions. By measuring the angle and intensity of the diffracted beam, a three-dimensional image of the electron density in the crystal can be generated. From this electron density, the positions of atoms in the crystal, as well as their chemical bonds, disorder, and other information can be determined. In particular, XRD can be used to estimate the crystallite size; The peak width is inversely proportional to the crystallite size; The smaller the crystallite size, the wider the peak. In one or more embodiments, XRD is used to determine the average crystallite size of CeO 2 particles.

XRD 피크의 폭은 크기 및 스트레인(strain) 둘 모두와 관련된 폭 확장 효과의 조합으로서 해석된다. 이들 둘 모두를 결정하는데 사용되는 수학식이 하기에 제공된다. 하기 첫번째 방정식은 반값 전폭, 즉 FWHM 정보를 주어진 상에 대한 결정자 크기로 전환하는데 사용되는 셰러 방정식(Scherrer equation)이다. 두번째 방정식은 피크 폭 정보로부터 결정에서의 스트레인을 계산하는데 사용되고, 피크의 총 폭 또는 너비는 세번째 방정식에 나타나 있는 바와 같이 이들 두 효과의 합계인 것으로 간주된다. 크기 및 스트레인 폭 확장이 브래그각(Bragg angle) θ와 관련하여 상이한 방식으로 달라짐을 주목해야 한다. 셰러 방정식의 상수가 하기에 논의되어 있다.The width of the XRD peak is interpreted as a combination of width broadening effects related to both size and strain. Equations used to determine both are provided below. The first equation below is the Scherrer equation used to convert the full width at half maximum, ie, the FWHM information, to the crystallite size for a given phase. The second equation is used to calculate the strain in the crystal from the peak width information, and the total width or width of the peak is considered to be the sum of these two effects as shown in the third equation. It should be noted that the magnitude and strain width extension vary in different ways with respect to the Bragg angle θ. The constants of Scherrer's equation are discussed below.

Figure 112016102357593-pct00001
Figure 112016102357593-pct00001

셰러 방정식의 상수는 하기와 같다:The constants in Scherrer's equation are:

K: 형상 상수, 0.9의 값을 사용K: shape constant, use a value of 0.9

L: 피크 폭, NIST SRM 660b LaB6 선 위치 및 선 형상 표준(Line Position & Line Shape Standard)의 사용을 통해 광학 기구로부터의 기여에 대해서 보정됨L: peak width, corrected for contributions from optics through the use of the NIST SRM 660b LaB6 Line Position & Line Shape Standard

Θ: 관심 반사의 2θ 값의 ½Θ: ½ of the 2θ value of the reflection of interest

λ: 방사선의 파장 1.5406 Åλ: wavelength of radiation 1.5406 Å

결정자 크기는 반사를 일으키는 격자면의 세트에 대해서 수직 방향으로의 간섭성 산란 도메인의 길이인 것으로 이해된다. CeO2의 경우, CeO2 111 반사가 CeO2의 X-선 회절 패턴에서 최대 강도 피크이다. 원자의 CeO2 (111) 면은 연합된 결정 축 각각과 교차하고, <111> 벡터로 표시되는 입체 대각선에 대하여 수직이다. 그러므로, CeO2 111 반사의 FWHM으로부터 계산된 312 Å의 결정자 크기는 원자의 (111) 면의 대략 100개 층인 것으로 간주될 것이다.The crystallite size is understood to be the length of the coherent scattering domain in the direction perpendicular to the set of lattice planes causing the reflection. In the case of CeO 2 , the CeO 2 111 reflection is the maximum intensity peak in the X-ray diffraction pattern of CeO 2 . The CeO 2 (111) plane of the atom intersects each of the associated crystal axes and is perpendicular to the solid diagonal represented by the <111> vector. Therefore, a crystallite size of 312 Å calculated from the FWHM of the CeO 2 111 reflection would be considered to be approximately 100 layers of the (111) plane of the atom.

결정에서의 상이한 방향, 및 그에 따른 반사가 유사하긴 하지만, 상이한 결정자 크기 값을 초래할 것이다. 이 값은 결정이 완벽한 구형인 경우에만 정확할 것이다. 윌리암슨 홀 플롯(Williamson Hall plot)을 사용하여, 선의 기울기가 스트레인을 나타내고 절편이 결정의 크기인 하기 일차 방정식으로서 총 피크 너비를 고려하여 크기 및 스트레인 효과를 해석한다.Different directions in the crystal, and thus reflections, will result in similar, but different crystallite size values. This value will be correct only if the crystal is perfectly spherical. Using the Williamson Hall plot, the magnitude and strain effects are interpreted by considering the total peak width as the following linear equation where the slope of the line represents the strain and the intercept is the size of the crystal.

Figure 112016102357593-pct00002
Figure 112016102357593-pct00002

물질의 결정자 크기를 결정하기 위해서는 단일 반사의 또는 완전한 X-선 회절 패턴으로부터의 FWHM 값이 결정될 필요가 있다. 전통적으로, 단일 반사를 피팅(fit)하여 그 반사의 FWHM 값을 결정하고, FWHM 값을 기구로부터의 기여에 대해서 보정한 다음, 보정된 FWHM 값을 셰러 방정식을 사용하여 결정자 크기 값으로 전환한다. 이는 결정에서의 스트레인으로부터의 임의의 효과를 무시함으로써 수행될 것이다. 이러한 방법은 주로 유용한 단일 반사만을 갖는 귀금속의 결정자 크기에 관한 의문점을 위해 사용되었다. 피크의 피팅시 다른 상으로부터의 반사에 의해 중첩되지 않은 깨끗한 반사를 갖는 것이 바람직함을 주목해야 한다. 이는 본 발명의 워시코트 제제에서는 드문 경우이므로, 리트벨트법(Rietveld method)을 사용하는 것으로 바꾸었다. 리트벨트법은 존재하는 상의 알고 있는 결정 구조를 사용하여 복잡한 X-선 회절 패턴의 피팅을 허용한다. 결정 구조가 피팅 방법에 대한 제한 또는 제동으로서 작용한다. 상 함량, 격자 파라미터, 및 FWHM 정보는 전체 모델이 실험 데이터와 매칭될 때까지 각각의 상에 대해서 달라진다.To determine the crystallite size of a material, the FWHM value of a single reflection or from a complete X-ray diffraction pattern needs to be determined. Traditionally, a single reflection is fitted to determine the FWHM value of that reflection, the FWHM value is corrected for contributions from the instrument, and then the corrected FWHM value is converted to a determinant size value using Scherrer's equation. This will be done by ignoring any effect from strain in the crystal. This method was mainly used for questions regarding the crystallite size of noble metals with only useful single reflections. It should be noted that in fitting the peaks it is desirable to have a clean reflection that is not superimposed by reflections from other phases. Since this is a rare case in the washcoat formulation of the present invention, it was changed to using the Rietveld method. The Rietveld method allows fitting of complex X-ray diffraction patterns using known crystal structures of the phases present. The crystal structure acts as a limit or brake on the fitting method. Phase content, lattice parameters, and FWHM information are varied for each phase until the overall model matches the experimental data.

하기 실시예에서는, 리트벨트법을 사용하여 새로운 샘플 및 에이징 샘플의 실험 패턴을 피팅하였다. 각각의 샘플에서 각각의 상에 대하여 결정된 FWHM 곡선을 사용하여 결정자 크기를 결정하였다. 스트레인 효과는 배제되었다.In the following examples, experimental patterns of new and aging samples were fitted using the Rietveld method. The crystallite size was determined using the FWHM curves determined for each phase in each sample. Strain effects were excluded.

본원에 사용된 용어 "알칼리 토금속"은 베릴륨 (Be), 마그네슘 (Mg), 칼슘 (Ca), 스트론튬 (Sr), 바륨 (Ba), 및 라듐 (Ra)을 포함하는, 원소 주기율표에서 정의된 하나 이상의 화학 원소를 말한다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 층은 알칼리 토금속을 포함한다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 층에서의 알칼리 토금속은 베릴륨 (Be), 마그네슘 (Mg), 칼슘 (Ca), 스트론튬 (Sr), 바륨 (Ba), 및 라듐 (Ra)을 포함할 수 있다. 구체적인 실시양태에서, 제1 층에서의 알칼리 토금속은 바륨을 포함한다. 알칼리 토금속은 제1 층의 중량을 기준으로, 산화물 기준으로 약 5 중량% 내지 30 중량% 범위의 양으로 제1 층에 존재할 수 있다. 구체적인 실시양태에서, 제1 층에서의 알칼리 토금속은 바륨을 포함하고, 이는 산화물 기준으로 약 5 중량% 내지 약 30 중량% 범위의 양으로 존재한다. 하나 이상의 실시양태에서, 알칼리 토금속은 염 (예를 들어, BaCO3)으로서 층에 혼입될 수 있다.As used herein, the term "alkaline earth metal" refers to one defined in the Periodic Table of the Elements, including beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), and radium (Ra). more than one chemical element. In one or more embodiments, the first layer comprises an alkaline earth metal. In one or more embodiments, the alkaline earth metals in the first layer may include beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), and radium (Ra). In a specific embodiment, the alkaline earth metal in the first layer comprises barium. The alkaline earth metal may be present in the first layer in an amount ranging from about 5% to 30% by weight on an oxide basis, based on the weight of the first layer. In a specific embodiment, the alkaline earth metal in the first layer comprises barium, which is present in an amount ranging from about 5% to about 30% by weight on an oxide basis. In one or more embodiments, the alkaline earth metal may be incorporated into the layer as a salt (eg, BaCO 3 ).

하나 이상의 실시양태에서, 이론에 구애됨이 없이, 보다 작은 결정자 크기로부터 초래되는 추가적인 세리아 표면적은 우수한 BaCO3 분산으로 인한 보다 증가한 BaCO3 기반 NOx 트랩핑, 저온에서의 보다 증가한 CeO2 기반 NOx 트랩핑, 보다 효율적인 WGS로 인한 개선된 NOx 환원, 및 우수한 PGM 분산으로 인한 개선된 NO 산화 및 NOx 환원을 허용하는 것으로 생각된다. 따라서, 바륨 (BaCO3)의 세리아-알루미나 (CeO2/Al2O3)에의 혼입은 CeO2에 대하여 엄청난 안정화 효과를 가져오고, 전통적인 LNT 기술보다 개선된 열수 안정성, 보다 증가한 NOx 트랩핑 능력, 및 보다 높은 NOx 전환율을 갖는 제1 층에서의 LNT 촉매 물질을 제공한다.In one or more embodiments, without wishing to be bound by theory, the additional ceria surface area resulting from the smaller crystallite size is greater BaCO 3 based NO x trapping due to superior BaCO 3 dispersion, higher CeO 2 based NO x at low temperature. It is thought to allow for trapping, improved NO x reduction due to more efficient WGS, and improved NO oxidation and NO x reduction due to good PGM dispersion. Thus, the incorporation of barium (BaCO 3 ) into ceria-alumina (CeO 2 /Al 2 O 3 ) has a tremendous stabilizing effect on CeO 2 , improved hydrothermal stability over traditional LNT technology, higher NO x trapping ability. , and an LNT catalyst material in the first layer having a higher NO x conversion.

하나 이상의 실시양태에서, 제1 층에서의 CeO2 및 Al2O3의 복합체는 세리아를, 산화물 기준으로 20 내지 80 중량% 범위, 예를 들어 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 또는 80%의 양으로 함유한다.In one or more embodiments, the composite of CeO 2 and Al 2 O 3 in the first layer contains ceria in the range of 20 to 80% by weight on an oxide basis, for example 20%, 25%, 30%, 35%, 40 %, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, or 80%.

본원에 사용된 용어 "백금족 금속" 또는 "PGM"은 백금 (Pt), 팔라듐, 로듐, 오스뮴, 이리듐, 및 루테늄, 및 이들의 혼합물을 포함하는, 원소 주기율표에서 정의된 하나 이상의 화학 원소를 말한다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 층은 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자 (예를 들어, 세리아-알루미나) 상에 지지된 적어도 하나의 제1 백금족 금속을 포함한다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 백금족 금속은 백금, 팔라듐, 로듐, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 구체적인 실시양태에서, 제1 백금족 금속 성분은 팔라듐 및 백금을 둘 다 포함한다. 다른 실시양태에서, 제1 백금족 금속은 백금만을 포함한다. 매우 구체적인 실시양태에서, 제1 층은 BaCO3/(CeO2-Al2O3) 입자 상에 지지된 Pt/Pd을 포함한다. 또 다른 구체적인 실시양태에서, 제1 층은 BaCO3/(CeO2-Al2O3) 입자 상에 지지된 Pt을 포함한다.As used herein, the term "platinum group metal" or "PGM" refers to one or more chemical elements as defined in the Periodic Table of the Elements, including platinum (Pt), palladium, rhodium, osmium, iridium, and ruthenium, and mixtures thereof. In one or more embodiments, the first layer comprises at least one first platinum group metal supported on rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particles (eg, ceria-alumina). In one or more embodiments, the first platinum group metal is selected from the group consisting of platinum, palladium, rhodium, and mixtures thereof. In a specific embodiment, the first platinum group metal component comprises both palladium and platinum. In another embodiment, the first platinum group metal comprises only platinum. In a very specific embodiment, the first layer comprises Pt/Pd supported on BaCO 3 /(CeO 2 —Al 2 O 3 ) particles. In another specific embodiment, the first layer comprises Pt supported on BaCO 3 /(CeO 2 —Al 2 O 3 ) particles.

일반적으로, 제1 층의 백금 대 팔라듐의 중량비에 관한 한은 구체적인 제한이 없다. 일반적으로, 제1 층의 팔라듐 함량에 관한 한은 구체적인 제한이 없다. 또한, 제1 층의 백금 함량에 관한 한은 구체적인 제한이 없다.In general, there are no specific limitations as far as the weight ratio of platinum to palladium of the first layer is concerned. In general, there is no specific limitation as far as the palladium content of the first layer is concerned. In addition, there is no specific limitation as far as the platinum content of the first layer is concerned.

일반적으로, 층상 촉매 복합체의 총 백금족 금속 함량에 관한 한은 구체적인 제한이 없다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 층은 백금 및 팔라듐을 포함하고, 제2 층은 팔라듐 및 로듐을 포함한다. 일반적으로, 층상 촉매 복합체의 총 백금족 금속 함량에 관한 한은 구체적인 제한이 없다.In general, there is no specific limitation as far as the total platinum group metal content of the layered catalyst composite is concerned. In one or more embodiments, the first layer comprises platinum and palladium and the second layer comprises palladium and rhodium. In general, there is no specific limitation as far as the total platinum group metal content of the layered catalyst composite is concerned.

하나 이상의 실시양태에서, 제2 층은 제1 산소 저장 성분 (OSC) 및/또는 제1 내화 금속 산화물 지지체 상에 지지된 제2 백금족 금속 성분, 및 임의로, 제2 내화 금속 산화물 지지체 또는 제2 산소 저장 성분 상에 지지된 제3 백금족 금속을 포함한다. 하나 이상의 실시양태에서, 제2 백금족 금속 성분은 백금, 팔라듐, 로듐, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다. 구체적인 실시양태에서, 제2 백금족 금속 성분은 팔라듐을 포함한다. 일반적으로, 제2 층의 팔라듐 함량에 관한 한은 구체적인 제한이 없다.In one or more embodiments, the second layer comprises a first oxygen storage component (OSC) and/or a second platinum group metal component supported on a first refractory metal oxide support, and, optionally, a second refractory metal oxide support or a second oxygen. and a third platinum group metal supported on the storage component. In one or more embodiments, the second platinum group metal component is selected from platinum, palladium, rhodium, or mixtures thereof. In a specific embodiment, the second platinum group metal component comprises palladium. In general, there is no specific limitation as far as the palladium content of the second layer is concerned.

하나 이상의 실시양태에서, 제2 층은 제3 백금족 금속을 포함하지 않는다. 하나 이상의 실시양태에서, 존재할 경우에, 제3 백금족 금속은 백금, 팔라듐, 로듐, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 구체적인 실시양태에서, 제3 백금족 금속 성분은 로듐을 포함한다. 일반적으로, 제2 층의 로듐 함량에 관한 한은 구체적인 제한이 없다.In one or more embodiments, the second layer is free of a third platinum group metal. In one or more embodiments, when present, the third platinum group metal is selected from platinum, palladium, rhodium, and mixtures thereof. In a specific embodiment, the third platinum group metal component comprises rhodium. In general, there is no specific limitation as far as the rhodium content of the second layer is concerned.

하나 이상의 실시양태에서, 제1 층은 바륨을, 산화물 기준으로 제1 층의 약 5 중량% 내지 30 중량% 범위의 양으로 포함한다. 구체적인 실시양태에서, 제1 층은 BaCO3/(CeO2-Al2O3) 입자 상에 지지된 Pt/Pd을 포함한다.In one or more embodiments, the first layer comprises barium in an amount ranging from about 5% to 30% by weight of the first layer on an oxide basis. In a specific embodiment, the first layer comprises Pt/Pd supported on BaCO 3 /(CeO 2 —Al 2 O 3 ) particles.

본원에 사용된 용어 "산소 저장 성분" (OSC)은 다원자가 상태를 가지며 환원 조건 하에 환원제, 예컨대 일산화탄소 (CO) 또는 수소와 활발히 반응하고, 이어서 산화 조건 하에 산화제, 예컨대 산소 또는 아산화질소와 반응할 수 있는 개체를 말한다. 적합한 산소 저장 성분의 예는 희토류 산화물, 특히 세리아를 포함한다. OSC는 또한 세리아 이외에도, 란타나, 프라세오디미아, 네오디미아, 니오비아, 유로피아, 사마리아, 이테르비아, 이트리아, 지르코니아, 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 희토류 산화물은 벌크 (예를 들어, 미립자) 형태일 수 있다. 산소 저장 성분은 산소 저장 특성을 나타내는 형태의 산화세륨 (세리아, CeO2)을 포함할 수 있다. 세리아의 격자 산소는 풍부 A/F 조건 하에 일산화탄소, 수소, 또는 탄화수소와 반응할 수 있다. 희박 노출시에, 환원된 세리아는 공기 및/또는 NOx 화학종으로부터 산소를 다시 포착하는 능력을 가지므로, NOx의 전환을 촉진시킨다.As used herein, the term "oxygen storage component" (OSC) has a polyvalent state and is capable of reacting actively with a reducing agent such as carbon monoxide (CO) or hydrogen under reducing conditions and then reacting with an oxidizing agent such as oxygen or nitrous oxide under oxidizing conditions. object that can Examples of suitable oxygen storage components include rare earth oxides, particularly ceria. The OSC may also include, in addition to ceria, one or more of lanthana, praseodymia, neodymia, niobia, europia, samaria, ytterbia, yttria, zirconia, and mixtures thereof. The rare earth oxide may be in bulk (eg, particulate) form. The oxygen storage component may include cerium oxide (ceria, CeO 2 ) in a form exhibiting oxygen storage properties. The lattice oxygen of ceria can react with carbon monoxide, hydrogen, or hydrocarbons under rich A/F conditions. Upon lean exposure, the reduced ceria has the ability to recapture oxygen from air and/or NO x species, thus accelerating the conversion of NO x .

하나 이상의 실시양태에서, 제1 및 제2 산소 저장 성분은 세리아-지르코니아 복합체 또는 희토류-안정화된 세리아-지르코니아를 포함한다. 구체적인 실시양태에서, 제1 산소 저장 성분 및 제2 산소 저장 성분은 상이한 세리아-지르코니아 복합체를 포함한다. 구체적으로, 제1 산소 저장 성분은 35 내지 45 중량% 범위의 세리아 및 43 내지 53 중량% 범위의 지르코니아를 포함하고, 제2 산소 저장 성분은 15 내지 25 중량% 범위의 세리아 및 70 내지 80 중량% 범위의 지르코니아를 포함한다.In one or more embodiments, the first and second oxygen storage components comprise a ceria-zirconia complex or a rare earth-stabilized ceria-zirconia. In a specific embodiment, the first oxygen storage component and the second oxygen storage component comprise different ceria-zirconia composites. Specifically, the first oxygen storage component comprises in the range of 35 to 45 weight percent ceria and 43 to 53 weight percent zirconia, and the second oxygen storage component comprises in the range 15 to 25 weight percent ceria and 70 to 80 weight percent. range of zirconia.

하나 이상의 실시양태에 따라서, 본 발명의 층상 촉매 복합체는 탄화수소 트랩핑 물질이 존재하지 않는다. 본원에 사용된 "탄화수소 트랩핑 물질이 존재하지 않는다"는 용어는 층상 촉매 복합체에 의도적으로 첨가된 탄화수소 트랩핑 물질이 존재하지 않음을 의미한다. 본원에 사용된 용어 "탄화수소 트랩핑 물질"은 탄화수소, 특히 냉태 시동 기간 동안에 발생되는 탄화수소 배출물을 가역적으로 트랩핑하는 능력을 갖는 물질을 말한다. 하나 이상의 실시양태에서, 층상 촉매 복합체는 1% 미만의 탄화수소 트랩핑 물질을 함유한다.According to one or more embodiments, the layered catalyst composites of the present invention are free of hydrocarbon trapping materials. As used herein, the term “free of hydrocarbon trapping material” means that there is no intentionally added hydrocarbon trapping material to the layered catalyst composite. As used herein, the term "hydrocarbon trapping material" refers to a material having the ability to reversibly trap hydrocarbons, particularly hydrocarbon emissions generated during cold start periods. In one or more embodiments, the layered catalyst composite contains less than 1% hydrocarbon trapping material.

전형적으로, 본 발명의 층상 촉매 복합체는 기재 상에 배치된다. 기재는 촉매의 제조에 전형적으로 사용되는 물질 중 임의의 것일 수 있고, 전형적으로는 세라믹 또는 금속 벌집형 구조를 포함할 것이다. 임의의 적합한 기재, 예컨대 기재의 입구 또는 출구 면으로부터 그것을 통해서 연장되는 미세하고 평행한 가스 유동 통로를 가져서, 통로가 그것를 통한 유체 유동에 개방적인 유형의 모놀리스 기재 (본원에서 관통형 기재라 지칭됨)가 이용될 수 있다. 유체 입구부터 유체 출구까지 본질적으로 직선 경로인, 통로가 벽에 의해 한정되고, 그 벽에는 촉매적 물질이 워시코트로서 코팅되어 있으므로 통로를 통해 유동하는 가스가 촉매적 물질과 접촉한다. 모놀리스 기재의 유동 통로는 얇은 벽의 채널이고, 이것은 임의의 적합한 단면 형상 및 크기, 예컨대 사다리꼴, 직사각형, 정사각형, 사인파형, 육각형, 타원형, 원형 등을 가질 수 있다.Typically, the layered catalyst composite of the present invention is disposed on a substrate. The substrate may be any of the materials typically used in the manufacture of catalysts and will typically comprise a ceramic or metallic honeycomb structure. Any suitable substrate, such as a monolithic substrate of the type (referred to herein as a flow-through substrate) having fine, parallel gas flow passages extending therethrough from an inlet or outlet face of the substrate, such that the passageways are open to fluid flow therethrough. ) can be used. A passage, which is an essentially straight path from the fluid inlet to the fluid outlet, is defined by a wall, the wall coated with the catalytic material as a washcoat so that the gas flowing through the passage contacts the catalytic material. The flow passages of the monolithic substrate are thin walled channels, which can have any suitable cross-sectional shape and size, such as trapezoidal, rectangular, square, sinusoidal, hexagonal, elliptical, circular, and the like.

그러한 모놀리스 기재는 단면의 제곱인치 당 최대 약 900개 또는 그 초과의 유동 통로 (또는 "셀")를 함유할 수 있지만, 훨씬 더 적은 개수가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 기재는 제곱인치 당 약 7 내지 600개, 보다 통상적으로는 약 100 내지 400개의 셀 ("cpsi")을 가질 수 있다. 셀은 직사각형, 정사각형, 원형, 타원형, 삼각형, 육각형이거나 또는 다른 다각형 형상인 단면을 가질 수 있다. 세라믹 기재는 임의의 적합한 내화재, 예를 들어 코디어라이트(cordierite), 코디어라이트-알루미나, 질화규소, 또는 탄화규소로 제조될 수 있거나, 또는 기재는 하나 이상의 금속 또는 금속 합금으로 구성될 수 있다.Such monolithic substrates may contain up to about 900 or more flow passages (or "cells") per square inch of cross-section, although even fewer may be used. For example, the substrate may have from about 7 to 600 cells per square inch, more typically from about 100 to 400 cells per square inch (“cpsi”). A cell may have a cross-section that is rectangular, square, circular, oval, triangular, hexagonal, or other polygonal shape. The ceramic substrate may be made of any suitable refractory material, such as cordierite, cordierite-alumina, silicon nitride, or silicon carbide, or the substrate may be composed of one or more metals or metal alloys.

본 발명의 실시양태에 따른 층상 촉매 복합체는 관련 기술분야에서 공지된 임의의 수단에 의해 기재 표면에 적용될 수 있다. 예를 들어, 촉매 워시코트는 분무 코팅, 분말 코팅, 또는 브러싱(brushing)에 의해 또는 표면을 촉매 조성물에 침지시킴으로써 적용될 수 있다.The layered catalyst composite according to an embodiment of the present invention may be applied to the substrate surface by any means known in the art. For example, the catalyst washcoat can be applied by spray coating, powder coating, or brushing or by dipping the surface into the catalyst composition.

하나 이상의 실시양태에서, 층상 촉매 복합체는 벌집형 기재 상에 배치된다.In one or more embodiments, the layered catalyst composite is disposed on a honeycomb substrate.

본 발명의 워시코트 조성물은 도 1 및 2를 참조하면 보다 용이하게 알 수 있다. 도 1 및 2는 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 내화 기재 부재(2)를 도시한다. 도 1을 참조하면, 내화 기재 부재(2)는 원통형 외표면(4), 상류 단부 면(6) 및 단부 면(6)과 동일한 하류 단부 면(8)을 갖는 원통형 형상이다. 기재 부재(2)는 그 안에 형성된 복수 개의 미세하고 평행한 가스 유동 통로(10)를 갖는다. 도 2에 도시된 바와 같이, 유동 통로(10)는 벽(12)에 의해 형성되며 상류 단부 면(6)부터 하류 단부 면(8)까지 기재를 통해 연장되고, 통로(10)는 유체, 예를 들어 가스 스트림의 가스 유동 통로(10)에 의해 기재를 통과하는 종 방향으로의 유동을 허용하도록 방해받지 않는다. 관련 기술분야 및 하기에서 때로는 "워시코트"라 지칭되는, 별개의 바닥 층(14)이 기재 부재의 벽(12) 상에 부착되거나 또는 코팅된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2의 별개의 상부 워시코트 층(16)이 바닥 워시코트 층(14) 위에 코팅된다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 층이 바닥 워시코트 층(14)이 되고, 제2 층이 상부 워시코트 층(16)이 된다. 다른 실시양태에서는, 제2 층이 바닥 워시코트 층(14)이 되고, 제1 층이 상부 워시코트 층(16)이 된다.The washcoat composition of the present invention can be seen more easily with reference to FIGS. 1 and 2 . 1 and 2 show a refractory substrate member 2 according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the refractory substrate member 2 has a cylindrical shape having a cylindrical outer surface 4 , an upstream end face 6 and a downstream end face 8 identical to the end face 6 . The base member 2 has a plurality of fine, parallel gas flow passages 10 formed therein. As shown in FIG. 2 , a flow passage 10 is defined by a wall 12 and extends through the substrate from an upstream end face 6 to a downstream end face 8 , the passage 10 including a fluid, e.g. For example, the gas stream is not obstructed to allow longitudinal flow through the substrate by the gas flow passage 10 . A separate bottom layer 14 , sometimes referred to in the art and hereinafter as a “washcoat”, is adhered or coated onto the wall 12 of the substrate member. As shown in FIG. 2 , a second, separate top washcoat layer 16 is coated over the bottom washcoat layer 14 . In one or more embodiments, the first layer becomes the bottom washcoat layer 14 and the second layer becomes the top washcoat layer 16 . In another embodiment, the second layer becomes the bottom washcoat layer 14 and the first layer becomes the top washcoat layer 16 .

도 2에 도시된 바와 같이, 기재 부재는 가스 유동 통로(10)에 의해 제공되는 공극 공간을 포함하고, 이들 통로(10)의 단면적 및 통로를 한정하는 벽(12)의 두께는 기재 부재의 유형마다 서로 달라질 것이다. 마찬가지로, 그러한 기재에 적용되는 워시코트의 중량도 경우에 따라 달라질 것이다. 그러므로, 워시코트 또는 조성물의 촉매적 금속 성분 또는 다른 성분의 양을 기재할 때는, 기재의 단위 부피 당 성분의 중량의 단위를 사용하는 것이 편리하다. 따라서, 본원에서는 세제곱인치 당 그램 ("g/in3") 및 세제곱피트 당 그램 ("g/ft3") 단위가 기재 부재의 공극 공간의 부피를 포함하는, 기재 부재의 부피 당 성분의 중량을 의미하기 위해 사용된다.As shown in FIG. 2 , the substrate member includes void spaces provided by gas flow passages 10 , and the cross-sectional area of these passages 10 and the thickness of the walls 12 defining the passageways depend on the type of substrate member. each will be different. Likewise, the weight of the washcoat applied to such a substrate will vary from case to case. Therefore, when describing the amount of the catalytic metal component or other component of a washcoat or composition, it is convenient to use units of the weight of the component per unit volume of the substrate. Accordingly, herein, the weight of the component per volume of a substrate member, wherein the units of grams per cubic inch (“g/in 3 ”) and grams per cubic foot (“g/ft 3 ”) include the volume of void space of the substrate member. used to mean

작동 동안에, 탄화수소, 일산화탄소, 질소 산화물, 및 황 산화물을 포함하는, 희박 연소 엔진으로부터의 배기 가스 배출물은 먼저 상부 워시코트 층(16)을 만나고, 그 후에 바닥 워시코트 층(14)을 만난다.During operation, exhaust gas emissions from a lean burn engine, including hydrocarbons, carbon monoxide, nitrogen oxides, and sulfur oxides, first encounter the top washcoat layer 16 and then the bottom washcoat layer 14 .

하나의 실시양태에서, 본 발명의 층상 촉매 복합체는 단일 기재 또는 기재 부재 상에 코팅된, 하나의 층 (예를 들어, 제2 층)이 다른 층 (예를 들어, 제1 층)의 상면 위에 있는 2개의 구별되는 층을 포함한다. 이 실시양태에서, 제1 층이 기재 (예를 들어, 관통형 모놀리스)의 전체 축 길이에 걸쳐서 코팅되고, 제2 층이 제1 층의 전체 축 길이에 걸쳐서 코팅된다.In one embodiment, the layered catalyst composite of the present invention is coated on a single substrate or substrate member, with one layer (eg, second layer) on top of another layer (eg, first layer). It contains two distinct layers. In this embodiment, the first layer is coated over the entire axial length of the substrate (eg, the flow-through monolith) and the second layer is coated over the entire axial length of the first layer.

하나 이상의 실시양태에서, 고온 가혹 에이징되었을 때의 개선된 NOx 전환은 하나 이상의 실시양태에 따른 층상 촉매 복합체가 근접 장착 위치(close-coupled position)에 배치되는 것을 허용하며, 이는 온도가 증가할수록 N2O 형성이 감소하므로 시스템 N2O 배출을 감소시키는데 유익하다.In one or more embodiments, the improved NO x conversion when subjected to high temperature harsh aging allows the layered catalyst composite according to one or more embodiments to be placed in a close-coupled position, which increases with increasing temperature. It is beneficial to reduce system N 2 O emissions as 2 O formation is reduced.

하나 이상의 실시양태에 따라서, 층상 촉매 복합체는 희박 NOx 트랩 (LNT) 기능성 및 3원 전환 (TWC) 기능성을 둘 다 제공하는데 효과적이다. 본원에 사용된 용어 "전환"은 배출물의 다른 화합물로의 화학 전환 뿐만 아니라, 적절한 트랩핑 물질과의 화학 및/또는 흡착성 결합에 의한 배출물의 트랩핑을 둘 다 포괄한다. 본원에 사용된 용어 "배출물"은 배기 가스 배출물, 보다 구체적으로는 NOx, CO, 및 탄화수소를 포함하는 배기 가스 배출물을 말한다.According to one or more embodiments, the layered catalyst composite is effective to provide both lean NO x trap (LNT) functionality and three-way conversion (TWC) functionality. As used herein, the term “conversion” encompasses both chemical conversion of the effluent to other compounds, as well as trapping of the effluent by chemical and/or adsorbent bonding with a suitable trapping material. As used herein, the term “emissions” refers to exhaust gas emissions, more specifically exhaust gas emissions comprising NO x , CO, and hydrocarbons.

구체적인 실시양태에서, 기재는 관통형 담체를 포함하고, 제1 층이 기재 상에 배치되며, 제2 층이 제1 층의 상면 상에 배치된다. 제1 층은 복합체 중의 중량 퍼센트로 산화물 기준으로 약 20% 내지 약 80%의 범위로 존재하는 세리아 상을 갖는 세리아-알루미나 입자를 포함하고, 세리아-알루미나 입자는 입자 상에 지지된 바륨, 및 그 위에 지지된 백금 및 팔라듐을 갖는다. 제2 층은 세리아-지르코니아 복합체 상에 지지된 Pd 및 알루미나 상에 지지된 Rh을 포함한다.In a specific embodiment, the substrate comprises a flow-through carrier, the first layer is disposed on the substrate, and the second layer is disposed on the top surface of the first layer. The first layer comprises ceria-alumina particles having a ceria phase present in the range of from about 20% to about 80% on an oxide basis by weight percent in the composite, the ceria-alumina particles comprising barium supported on the particles, and It has platinum and palladium supported on it. The second layer comprises Pd supported on a ceria-zirconia composite and Rh supported on alumina.

촉매 전환기는 희박 작동 동안에 저온에서 탄화수소를 효과적으로 전환시켜야 한다. 이는 또한 냉태 시동 단계 뿐만 아니라, 작동 중에도 발생할 수 있는 화학량론적 배기 가스에 유리한 조건 하에서의 탄화수소 (HC) 및 질소 산화물 (NOx)에도 적용된다. 추가 난제는 희박 연소 동안에 질소 산화물을 저장하고 풍부 연소 동안에 이들 산화물을 환원시키는 것이다. 가능한 한 희박 연소를 이용하기 위해, NOx 저장이 넓은 온도 범위에서 가능해야 한다.Catalytic converters must effectively convert hydrocarbons at low temperatures during lean operation. This also applies to hydrocarbons (HC) and nitrogen oxides (NO x ) under conditions favorable to stoichiometric exhaust gases that may occur during operation, as well as in the cold start-up phase. A further challenge is to store nitrogen oxides during lean burn and reduce these oxides during rich burn. In order to utilize lean burn as much as possible, NO x storage should be possible over a wide temperature range.

따라서, 본 발명의 층상 촉매 복합체는 희박 NOx 트랩 기능성 (LNT) 및 3원 전환 (TWC) 기능성을 둘 다 제공하는데 효과적이다. 하나 이상의 실시양태에서, 본 발명의 층상 촉매 복합체는 동시에 NOx를 저장하고 또한 CO, HC, 및 NO를 NO2로 산화시키는데 효과적이다. 하나 이상의 실시양태에 따라서, 풍부 조건 하에 층상 촉매 복합체는 동시에 CO 및 HC를 전환시키고 또한 NOx를 방출 및 환원시키는데 효과적이고, 화학량론적 조건 하에 층상 촉매 복합체는 동시에 CO, HC, 및 NOx를 전환시키는데 효과적이다.Thus, the layered catalyst composite of the present invention is effective in providing both lean NO x trap functionality (LNT) and three-way conversion (TWC) functionality. In one or more embodiments, the layered catalyst composites of the present invention are effective to simultaneously store NO x and also oxidize CO, HC, and NO to NO 2 . According to one or more embodiments, the layered catalyst composite under rich conditions is effective at simultaneously converting CO and HC and also releasing and reducing NO x , and under stoichiometric conditions the layered catalyst composite simultaneously converting CO, HC, and NO x effective to do

때때로, 미립자가 배기 가스 스트림 중에 존재하고 층상 촉매 복합체는 또한 임의의 미립자를 산화시키는 능력을 제공할 수 있다.Sometimes particulates are present in the exhaust gas stream and the layered catalyst composite can also provide the ability to oxidize any particulates.

본 발명의 층상 촉매 복합체는 배기 가스 배출물의 처리를 위한 하나 이상의 추가 성분을 포함하는 통합된 배출물 처리 시스템에 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 측면은 배기 가스 처리 시스템에 관한 것이다. 하나 이상의 실시양태에서, 배기 가스 처리 시스템은 엔진 및 본 발명의 층상 촉매 복합체를 포함한다. 구체적인 실시양태에서, 엔진은 희박 연소 엔진이다. 다른 구체적인 실시양태에서, 엔진은 희박 가솔린 직접 분사식 엔진이다. 하나 이상의 실시양태에서, 배기 가스 처리 시스템은 하나 이상의 실시양태의 층상 촉매 복합체로부터 상류에 희박 연소 엔진을 포함한다. 배기 가스 처리 시스템은 촉매, 및 임의로 미립자 필터를 추가로 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 촉매는 TWC, SCR, GPF, LNT, AMOx, 필터 상의 SCR, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 층상 촉매 복합체는 촉매의 상류 또는 하류에 위치할 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 촉매는 층 촉매 복합체의 하류에 위치하는 SCR 촉매이다. 하나 이상의 실시양태에서, 미립자 필터는 가솔린 미립자 필터, 그을음 필터, 또는 필터 상의 SCR로부터 선택될 수 있다. 미립자 필터는 특정 기능을 위해 촉매될 수 있다. 층상 촉매 복합체는 미립자 필터의 상류 또는 하류에 위치할 수 있다.The layered catalyst composite of the present invention may be used in an integrated emission treatment system comprising one or more additional components for treatment of exhaust gas emissions. Accordingly, a second aspect of the present invention relates to an exhaust gas treatment system. In one or more embodiments, an exhaust gas treatment system comprises an engine and a layered catalyst composite of the present invention. In a specific embodiment, the engine is a lean burn engine. In another specific embodiment, the engine is a lean gasoline direct injection engine. In one or more embodiments, the exhaust gas treatment system comprises a lean burn engine upstream from the layered catalyst composite of one or more embodiments. The exhaust gas treatment system may further include a catalyst, and optionally a particulate filter. In one or more embodiments, the catalyst is selected from the group consisting of TWC, SCR, GPF, LNT, AMOx, SCR on a filter, and combinations thereof. The layered catalyst composite may be located upstream or downstream of the catalyst. In one or more embodiments, the catalyst is an SCR catalyst located downstream of the bed catalyst composite. In one or more embodiments, the particulate filter may be selected from a gasoline particulate filter, a soot filter, or an SCR on filter. Particulate filters may be catalyzed for specific functions. The layered catalyst composite may be located upstream or downstream of the particulate filter.

구체적인 실시양태에서, 미립자 필터는 촉매화 그을음 필터 (CSF)이다. CSF는 트랩핑된 그을음의 연소 및/또는 배기 가스 스트림 배출물의 산화를 위한 하나 이상의 촉매를 함유하는 워시코트 층으로 코팅된 기재를 포함할 수 있다. 일반적으로, 그을음 연소 촉매는 그을음의 연소를 위한 임의의 공지된 촉매일 수 있다. 예를 들어, CSF는 하나 이상의 고 표면적 내화 산화물 (예를 들어, 알루미나, 실리카, 실리카 알루미나, 지르코니아, 및 지르코니아 알루미나) 및/또는 미연 탄화수소 및 어느 정도의 미립자 물질의 연소를 위한 산화 촉매 (예를 들어, 세리아-지르코니아)로 코팅될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 그을음 연소 촉매는 하나 이상의 귀금속 (PM) 촉매 (백금, 팔라듐, 및/또는 로듐)를 포함하는 산화 촉매이다.In a specific embodiment, the particulate filter is a catalyzed soot filter (CSF). The CSF may comprise a substrate coated with a washcoat layer containing one or more catalysts for combustion of trapped soot and/or oxidation of exhaust gas stream emissions. In general, the soot combustion catalyst may be any known catalyst for the combustion of soot. For example, CSF may be an oxidation catalyst for the combustion of one or more high surface area refractory oxides (e.g., alumina, silica, silica alumina, zirconia, and zirconia alumina) and/or unburned hydrocarbons and to some extent particulate matter (e.g., for example, ceria-zirconia). In one or more embodiments, the soot combustion catalyst is an oxidation catalyst comprising one or more noble metal (PM) catalysts (platinum, palladium, and/or rhodium).

일반적으로, 예를 들어 벌집형 벽유동형 필터, 권취형 또는 충전형 섬유 필터, 개방 셀 발포체, 소결된 금속 필터 등을 포함하는 관련 기술분야에서 공지된 임의의 필터 기재가 사용될 수 있고, 벽유동형 필터가 구체적으로 예시된다. CSF 조성물을 지지시키는데 유용한 벽유동형 기재는 기재의 종축을 따라 연장되는 복수 개의 미세하고 실질적으로 평행한 가스 유동 통로를 갖는다. 전형적으로, 각각의 통로는 기재 본체의 한쪽 단부에서 막혀 있고, 그의 교호 통로는 반대쪽 단부 면에서 막혀 있다. 그러한 모놀리스 기재는 단면의 제곱인치 당 최대 약 900개 또는 그 초과의 유동 통로 (또는 "셀")를 함유할 수 있지만, 훨씬 더 적은 개수가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 기재는 제곱인치 당 약 7 내지 600개, 보다 통상적으로는 약 100 내지 400개의 셀 ("cpsi")을 가질 수 있다. 본 발명의 실시양태에서 사용되는 다공성 벽유동형 필터는 상기 요소의 벽이 하나 이상의 촉매적 물질을 그 위에 갖거나 또는 그 안에 함유한다는 점에서 임의로 촉매화되고, 그러한 CSF 촉매 조성물은 상기에 기재되어 있다. 촉매적 물질은 요소 벽의 입구 쪽에만, 출구 쪽에만, 입구와 출구 양쪽에 존재할 수 있거나, 또는 벽 자체가 촉매적 물질로 전부 또는 부분적으로 이루어질 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명은 요소의 입구 및/또는 출구 벽 상의 촉매적 물질의 하나 이상의 워시코트 층 및 촉매적 물질의 하나 이상의 워시코트 층의 조합의 용도를 포함할 수 있다.In general, any filter substrate known in the art can be used, including, for example, honeycomb wall-flow filters, wound or packed fiber filters, open cell foams, sintered metal filters, and the like, and wall-flow filters is specifically exemplified. Wall-flow substrates useful for supporting CSF compositions have a plurality of fine, substantially parallel gas flow passages extending along a longitudinal axis of the substrate. Typically, each passage is blocked at one end of the substrate body, and its alternating passage is blocked at the opposite end face. Such monolithic substrates may contain up to about 900 or more flow passages (or "cells") per square inch of cross-section, although even fewer may be used. For example, the substrate may have from about 7 to 600 cells per square inch, more typically from about 100 to 400 cells per square inch (“cpsi”). The porous wall-flow filter used in embodiments of the present invention is optionally catalyzed in that the walls of the element have on or contain one or more catalytic materials thereon, such CSF catalyst compositions are described above. . The catalytic material may be present only on the inlet side of the element wall, only on the outlet side, on both the inlet and outlet, or the wall itself may consist entirely or partially of the catalytic material. In another embodiment, the present invention may include the use of a combination of one or more washcoat layers of catalytic material and one or more washcoat layers of catalytic material on the inlet and/or outlet walls of an element.

본 발명의 제3 측면은 탄화수소 (HC), 일산화탄소 (CO), 및 질소 산화물 (NOx)을 포함하는 가스의 처리 방법에 관한 것이다. 하나 이상의 실시양태에서, 이 방법은 가스를 본 발명의 층상 촉매 복합체와 접촉시키는 것을 포함한다. 구체적인 실시양태에서, 희박 조건 하에 층상 촉매 복합체는 동시에 NOx를 저장하고 또한 CO, HC, 및 NO를 산화시키는데 효과적이고; 풍부 조건 하에 층상 촉매 복합체는 동시에 CO 및 HC를 전환시키고 또한 NOx를 방출 및 환원시키는데 효과적이고; 화학량론적 조건 하에 층상 촉매 복합체는 동시에 CO, HC, 및 NOx를 전환시키는데 효과적이다.A third aspect of the present invention relates to a method of treating a gas comprising hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NO x ). In one or more embodiments, the method comprises contacting a gas with a layered catalyst composite of the present invention. In a specific embodiment, the layered catalyst composite under lean conditions is effective at simultaneously storing NO x and also oxidizing CO, HC, and NO; Under abundant conditions, the layered catalyst complex is effective in simultaneously converting CO and HC and also releasing and reducing NO x ; Under stoichiometric conditions, the layered catalyst complex is effective in simultaneously converting CO, HC, and NO x .

본 발명의 추가 측면은 층상 촉매 복합체의 제조 방법에 관한 것이다. 하나 이상의 실시양태에서, 이 방법은 담체를 제공하고, 담체를 촉매적 물질의 제1 및 제2 층으로 코팅하는 것을 포함한다. 구체적인 실시양태에서, 제1 층은 희토류 산화물-고 내화 금속 산화물 입자, 희토류 산화물-고 내화 금속 산화물 입자 상에 지지된 알칼리 토금속, 및 희토류 산화물-고 내화 금속 산화물 입자 상에 지지된 적어도 하나의 제1 백금족 금속 성분을 포함한다. 복합체의 최외각 층인, 제2 층은 제1 산소 저장 성분 (OSC) 또는 제1 내화 금속 산화물 지지체 상에 지지된 제2 백금족 금속 성분 및 제2 내화 금속 산화물 지지체 또는 제2 산소 저장 성분 상에 지지된 제3 백금족 금속 성분을 포함한다.A further aspect of the present invention relates to a method for preparing a layered catalyst composite. In one or more embodiments, the method comprises providing a carrier and coating the carrier with first and second layers of a catalytic material. In a specific embodiment, the first layer comprises at least one agent supported on rare earth oxide-high refractory metal oxide particles, alkaline earth metal supported on rare earth oxide-high refractory metal oxide particles, and rare earth oxide-high refractory metal oxide particles. 1 Contains a platinum group metal component. The second layer, the outermost layer of the composite, is supported on a first oxygen storage component (OSC) or a second platinum group metal component supported on a first refractory metal oxide support and a second refractory metal oxide support or a second oxygen storage component. and a third platinum group metal component.

본 발명은 이제부터 하기 실시예를 참조하여 기재된다. 본 발명의 몇몇 예시적인 실시양태를 기재하기 전에, 본 발명은 하기의 기재내용에 상술된 구성 또는 공정 단계의 상세사항으로 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 본 발명은 다른 실시양태일 수 있고, 다양한 방식으로 실시되거나 또는 수행될 수 있다.The present invention is now described with reference to the following examples. Before describing some exemplary embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited to the details of construction or process steps detailed in the description that follows. The invention is capable of other embodiments and of being practiced or of being carried out in various ways.

실시예Example

실시예Example 1 - One - LNTLNT -- TWCTWC 촉매의 제조 Preparation of catalyst

본 발명의 장점을 입증하기 위해, LNT-TWC 촉매의 실시예를 제조하였다. 언더코트 워시코트 층 및 상부 워시코트 층을 포함하는, 이러한 2층 제제가 제곱인치 당 400개 셀 (cpsi)의 셀 밀도 및 4 mil의 벽 두께를 갖는 관통형 세라믹 모놀리스 기재 담체 상에 코팅되고, 상부 워시코트 층이 언더코트 워시코트 층 위에 코팅되었다. 촉매는 총 185 g/ft3의 PGM 공칭 담지량을 가지며, Pt/Pd/Rh 비율은 63/117/5였다.To demonstrate the advantages of the present invention, examples of LNT-TWC catalysts were prepared. This two-layer formulation, comprising an undercoat washcoat layer and a top washcoat layer, is coated on a flowable ceramic monolith based carrier having a cell density of 400 cells per square inch (cpsi) and a wall thickness of 4 mils; , the top washcoat layer was coated over the undercoat washcoat layer. The catalyst had a nominal PGM loading of 185 g/ft 3 in total, and the Pt/Pd/Rh ratio was 63/117/5.

언더코트 워시코트 층undercoat washcoat layer

BaCO3/(CeO2-Al2O3) 복합체가 약 26 중량%의 BaCO3 함량을 갖도록, 50 중량%의 CeO2 및 50 중량%의 Al2O3를 포함하는 CeO2-Al2O3 입자를 아세트산바륨 용액으로 함침시켰다. 혼합물을 110℃에서 건조시키고, 720℃에서 2시간 동안 하소시켰다. 질산팔라듐 형태의 Pd 및 백금 아민 용액 형태의 Pt을 종래의 초기 습식 함침법(incipient wetness impregnation)에 의해 지지체 물질 BaCO3/(CeO2-Al2O3) 상에 도입하였다. 약 87 중량%의 BaCO3/(CeO2-Al2O3), 1 중량%의 Pt, 0.1 중량%의 Pd, 7 중량%의 MgO를 제공하는 아세트산마그네슘, 4 중량%의 ZrO2를 제공하는 아세트산지르코늄을 함유하는 슬러리 혼합물을 세라믹 벌집형 기재 상에 코팅하였다. 공기 중에서 1시간 동안의 550℃ 하소 후에 언더코트 층의 총 워시코트 담지량은 약 3.4 g/in3였다.CeO 2 -Al 2 O 3 containing 50% by weight CeO 2 and 50% by weight Al 2 O 3 by weight, such that the BaCO 3 /(CeO 2 -Al 2 O 3 ) composite has a BaCO 3 content of about 26% by weight . The particles were impregnated with barium acetate solution. The mixture was dried at 110° C. and calcined at 720° C. for 2 hours. Pd in the form of palladium nitrate and Pt in the form of a platinum amine solution were introduced onto the support material BaCO 3 /(CeO 2 —Al 2 O 3 ) by conventional incipient wetness impregnation. Magnesium acetate to provide about 87 wt % BaCO 3 /(CeO 2 —Al 2 O 3 ), 1 wt % Pt, 0.1 wt % Pd, 7 wt % MgO, 4 wt % ZrO 2 A slurry mixture containing zirconium acetate was coated onto a ceramic honeycomb substrate. After calcination at 550° C. for 1 hour in air, the total washcoat loading of the undercoat layer was about 3.4 g/in 3 .

탑코트 층top coat layer

상부 층을 언더코트 층 상에 배치하였다. 질산팔라듐 형태의 Pd을 OSC 물질 상에 도입하고 질산로듐 형태의 Rh을 활성 γ-알루미나 상에 도입하였다. 약 15 중량%의 활성 γ-알루미나, 76 중량%의 촉진제를 갖는 OSC 물질 (CeO2/ZrO2), 2 중량%의 Pd, 0.1 중량%의 Rh, 5 중량%의 BaCO3를 제공하는 아세트산바륨, 2 중량%의 ZrO2를 제공하는 아세트산지르코늄을 함유하는 슬러리 혼합물을 전체 언더코트 층에 걸쳐서 코팅하였다. 550℃ 하소 후에 상부 층의 총 워시코트는 약 3.0 g/in3였다.The top layer was placed over the undercoat layer. Pd in the form of palladium nitrate was introduced onto the OSC material and Rh in the form of rhodium nitrate was introduced onto the activated γ-alumina. Barium acetate to provide about 15% by weight of active γ-alumina, 76% by weight of an OSC material with accelerator (CeO 2 /ZrO 2 ), 2% by weight Pd, 0.1% by weight Rh, 5% by weight BaCO 3 , a slurry mixture containing zirconium acetate providing 2 wt % ZrO 2 was coated over the entire undercoat layer. The total washcoat of the top layer after 550° C. calcination was about 3.0 g/in 3 .

실시예Example 2 - 2 - LNTLNT -- TWCTWC 촉매의 제조 Preparation of catalyst

본 발명의 장점을 입증하기 위해, LNT-TWC 촉매의 실시예를 제조하였다. 언더코트 워시코트 층 및 상부 워시코트 층을 포함하는, 이러한 2층 제제가 제곱인치 당 400개 셀 (cpsi)의 셀 밀도 및 4 mil의 벽 두께를 갖는 관통형 세라믹 모놀리스 기재 담체 상에 코팅되고, 상부 워시코트 층이 언더코트 워시코트 층 위에 코팅되었다. 촉매는 총 185 g/ft3의 PGM 공칭 담지량을 가지며, Pt/Pd/Rh 비율은 63/117/5였다.To demonstrate the advantages of the present invention, examples of LNT-TWC catalysts were prepared. This two-layer formulation, comprising an undercoat washcoat layer and a top washcoat layer, is coated on a flowable ceramic monolith based carrier having a cell density of 400 cells per square inch (cpsi) and a wall thickness of 4 mils; , the top washcoat layer was coated over the undercoat washcoat layer. The catalyst had a nominal PGM loading of 185 g/ft 3 in total, and the Pt/Pd/Rh ratio was 63/117/5.

언더코트 워시코트 층undercoat washcoat layer

BaCO3/(CeO2-Al2O3) 복합체가 약 13 중량%의 BaCO3 함량을 갖도록, 30 중량%의 CeO2 및 70 중량%의 Al2O3를 포함하는 CeO2-Al2O3 입자를 아세트산바륨 용액으로 함침시켰다. 혼합물을 110℃에서 건조시키고, 720℃에서 2시간 동안 하소시켰다. 질산팔라듐 형태의 Pd 및 백금 아민 용액 형태의 Pt을 종래의 초기 습식 함침법에 의해 지지체 물질 BaCO3/(CeO2-Al2O3) 상에 도입하였다. 약 87 중량%의 BaCO3/(CeO2-Al2O3), 1 중량%의 Pt, 0.1 중량%의 Pd, 7 중량%의 MgO를 제공하는 아세트산마그네슘, 4 중량%의 ZrO2를 제공하는 아세트산지르코늄을 함유하는 슬러리 혼합물을 세라믹 벌집형 기재 상에 코팅하였다. 공기 중에서 1시간 동안의 550℃ 하소 후에 언더코트 층의 총 워시코트 담지량은 약 3.4 g/in3였다.CeO 2 -Al 2 O 3 containing 30 wt% CeO 2 and 70 wt% Al 2 O 3 so that the BaCO 3 /(CeO 2 -Al 2 O 3 ) composite has a BaCO 3 content of about 13 wt% The particles were impregnated with barium acetate solution. The mixture was dried at 110° C. and calcined at 720° C. for 2 hours. Pd in the form of palladium nitrate and Pt in the form of a platinum amine solution were introduced onto the support material BaCO 3 /(CeO 2 —Al 2 O 3 ) by a conventional initial wet impregnation method. Magnesium acetate to provide about 87 wt % BaCO 3 /(CeO 2 —Al 2 O 3 ), 1 wt % Pt, 0.1 wt % Pd, 7 wt % MgO, 4 wt % ZrO 2 A slurry mixture containing zirconium acetate was coated onto a ceramic honeycomb substrate. After calcination at 550° C. for 1 hour in air, the total washcoat loading of the undercoat layer was about 3.4 g/in 3 .

탑코트 층top coat layer

상부 층을 언더코트 층 상에 배치하였다. 질산팔라듐 형태의 Pd을 OSC 물질 상에 도입하고 질산로듐 형태의 Rh을 활성 γ-알루미나 상에 도입하였다. 약 18 중량%의 활성 γ-알루미나, 70 중량%의 촉진제를 갖는 OSC 물질 (CeO2/ZrO2), 2.7 중량%의 Pd, 0.1 중량%의 Rh, 8.6 중량%의 BaCO3를 제공하는 아세트산바륨, 2 중량%의 ZrO2를 제공하는 아세트산지르코늄을 함유하는 슬러리 혼합물을 전체 언더코트 층에 걸쳐서 코팅하였다. 550℃ 하소 후에 상부 층의 총 워시코트는 약 2.4 g/in3였다.The top layer was placed over the undercoat layer. Pd in the form of palladium nitrate was introduced onto the OSC material and Rh in the form of rhodium nitrate was introduced onto the activated γ-alumina. Barium acetate to provide about 18 wt % active γ-alumina, 70 wt % OSC material with accelerator (CeO 2 /ZrO 2 ), 2.7 wt % Pd, 0.1 wt % Rh, 8.6 wt % BaCO 3 , a slurry mixture containing zirconium acetate providing 2 wt % ZrO 2 was coated over the entire undercoat layer. The total washcoat of the top layer after 550°C calcination was about 2.4 g/in 3 .

실시예Example 3 - 3 - LNTLNT 촉매의 제조 (비교용) Preparation of catalyst (for comparison)

본 발명의 장점을 입증하기 위해, 최신 LNT 촉매의 비교 실시예를 제조하였다. 언더코트 워시코트 층 및 상부 워시코트 층을 포함하는, 이러한 2층 제제가 제곱인치 당 400개 셀 (cpsi)의 셀 밀도 및 4 mil의 벽 두께를 갖는 관통형 세라믹 모놀리스 기재 담체 상에 코팅되고, 상부 워시코트 층이 언더코트 워시코트 층 위에 코팅되었다. 촉매는 총 120 g/ft3의 PGM 공칭 담지량을 가지며, Pt/Pd/Rh 비율은 103/12/5이고, 이는 185 g/ft3의 PGM 공칭 담지량을 가지며, Pt/Pd/Rh 비율이 63/117/5인 실시예 1, 2, 및 7과 등가의 비용이 든다.To demonstrate the advantages of the present invention, comparative examples of state-of-the-art LNT catalysts were prepared. This two-layer formulation, comprising an undercoat washcoat layer and a top washcoat layer, is coated on a flowable ceramic monolith based carrier having a cell density of 400 cells per square inch (cpsi) and a wall thickness of 4 mils; , the top washcoat layer was coated over the undercoat washcoat layer. The catalyst has a nominal PGM loading of 120 g/ft 3 in total, with a Pt/Pd/Rh ratio of 103/12/5, which has a nominal PGM loading of 185 g/ft 3 and a Pt/Pd/Rh ratio of 63 Cost equivalent to Examples 1, 2, and 7 of /117/5.

언더코트 층은 활성 γ-알루미나, 산화세륨, 탄산바륨, 마그네시아, 지르코니아, 백금, 및 팔라듐을, 각각 촉매의 하소된 중량을 기준으로 대략 38%, 41%, 14%, 6%, 2%, 0.7% 및 0.09%의 농도로 함유하였다. 질산팔라듐 형태의 Pd 및 백금 아민 용액 형태의 Pt을 종래의 초기 습식 기술에 의해 지지체 물질 상에 도입하였다. 공기 중에서 1시간 동안의 550℃ 하소 후에 언더코트 층의 총 워시코트 담지량은 약 5.3 g/in3였다.The undercoat layer contains active γ-alumina, cerium oxide, barium carbonate, magnesia, zirconia, platinum, and palladium, respectively, by approximately 38%, 41%, 14%, 6%, 2%, by calcined weight of the catalyst; concentrations of 0.7% and 0.09%. Pd in the form of palladium nitrate and Pt in the form of a platinum amine solution were introduced onto the support material by conventional initial wet techniques. After calcination at 550° C. for 1 hour in air, the total washcoat loading of the undercoat layer was about 5.3 g/in 3 .

언더코트 층 상에 배치된, 탑코트 층은 활성 γ-알루미나, 산화세륨, 백금, 팔라듐 및 로듐을, 각각 촉매의 하소된 중량을 기준으로 대략 57%, 41%, 2%, 0.2 및 0.2%의 농도로 함유하였다. 종래의 초기 습식 기술에 의해 백금 아민 용액 형태의 Pt 및 질산팔라듐 용액 형태의 Pd을 γ-알루미나 상에 도입하고, 질산로듐 형태의 Rh을 세리아 상에 도입하였다. 탑코트 층을 전체 언더코트 층에 걸쳐서 코팅하였다. 550℃ 하소 후에 탑코트 층의 총 워시코트는 약 1.23 g/in3였다.The topcoat layer, disposed on the undercoat layer, contains active γ-alumina, cerium oxide, platinum, palladium and rhodium, respectively, by approximately 57%, 41%, 2%, 0.2 and 0.2% by calcined weight of the catalyst. was contained at a concentration of Pt in the form of a platinum amine solution and Pd in the form of a palladium nitrate solution were introduced into the γ-alumina phase, and Rh in the form of rhodium nitrate was introduced into the ceria phase by a conventional initial wet technique. The topcoat layer was coated over the entire undercoat layer. The total washcoat of the topcoat layer after 550°C calcination was about 1.23 g/in 3 .

실시예Example 4 - 4 - TWCTWC 촉매의 제조 (비교용) Preparation of catalyst (for comparison)

본 발명의 장점을 입증하기 위해, 최신 TWC 촉매의 비교 실시예를 제조하였다. 이러한 단일 층 제제가 제곱인치 당 400개 셀 (cpsi)의 셀 밀도 및 4 mil의 벽 두께를 갖는 관통형 세라믹 모놀리스 기재 담체 상에 코팅되었다. 촉매는 총 248 g/ft3의 PGM 공칭 담지량을 가지며, Pt/Pd/Rh 비율은 24/220/4이고, 이는 185 g/ft3의 PGM 공칭 담지량을 가지며, Pt/Pd/Rh 비율이 63/117/5인 실시예 1, 2, 및 7과 등가의 비용이 든다.To demonstrate the advantages of the present invention, comparative examples of state-of-the-art TWC catalysts were prepared. This single layer formulation was coated on a flowable ceramic monolith based carrier having a cell density of 400 cells per square inch (cpsi) and a wall thickness of 4 mils. The catalyst has a nominal PGM loading of 248 g/ft 3 in total, a Pt/Pd/Rh ratio of 24/220/4, which has a nominal PGM loading of 185 g/ft 3 and a Pt/Pd/Rh ratio of 63 Cost equivalent to Examples 1, 2, and 7 of /117/5.

촉매 워시코트는 활성 γ-알루미나, 촉진제를 갖는 OSC 물질 (CeO2/ZrO2), 탄산바륨, 지르코니아, 백금, 팔라듐 및 로듐을, 각각 촉매의 하소된 중량을 기준으로 대략 36%, 56%, 4%, 1%, 0.3%, 3% 및 0.06%의 농도로 함유하였다. 공기 중에서 1시간 동안의 550℃ 하소 후에 총 워시코트 담지량은 약 4.0 g/in3였다.The catalyst washcoat contains active γ-alumina, OSC material with promoter (CeO 2 /ZrO 2 ), barium carbonate, zirconia, platinum, palladium and rhodium, each containing approximately 36%, 56%, by calcined weight of the catalyst, Concentrations of 4%, 1%, 0.3%, 3% and 0.06% were contained. After calcination at 550° C. for 1 hour in air, the total washcoat loading was about 4.0 g/in 3 .

실시예Example 5 - 순환 NO 5 - Circulation NO xx 전환율 및 NO Conversion rate and NO xx 트랩핑trapping 능력 시험 ability test

실시예 1, 2, 및 3의 NOx 트랩핑 및 환원 작용을 새로운 상태에서, 그리고 N2 중의 2% O2 및 10% 수증기 중에서 950℃에서 5시간 동안 에이징한 후에 평가하였다. 촉매를 FTIR 분석 장치를 갖춘 반응기 시험기(test rig)에서 평가하였다. 120초의 희박 가스 노출 및 5초의 풍부 가스 노출을 포함하는 10회 사이클로 평가를 수행하였다. 200, 250, 300, 350, 및 400℃에서의 평가를 위해 희박 가스 노출과 풍부 가스 노출 사이에 CO2, H2O 및 N2의 가스 혼합물에 의한 퍼징(purging)을 각각 10, 10, 6, 4, 및 4초간 적용하였다. 희박/풍부 사이클 후에, 촉매를 1분 동안 풍부 가스 중에서 재생시키고, 그 후에 희박 가스에 노출시켰다. 각각의 시험 온도에서의 공급 가스 조성 및 공간 속도를 표 1에 나열하였다.The NO x trapping and reducing actions of Examples 1, 2, and 3 were evaluated as fresh and after aging at 950° C. for 5 hours in 2% O 2 and 10% water vapor in N 2 . Catalysts were evaluated in a reactor test rig equipped with FTIR analysis equipment. The evaluation was performed in 10 cycles comprising 120 seconds of lean gas exposure and 5 seconds of rich gas exposure. Purging with a gas mixture of CO 2 , H 2 O and N 2 was performed between lean gas exposure and rich gas exposure for evaluation at 200, 250, 300, 350, and 400° C. 10, 10, and 6 respectively. , 4, and 4 seconds were applied. After the lean/rich cycle, the catalyst was regenerated in the rich gas for 1 minute and then exposed to the lean gas. The feed gas composition and space velocity at each test temperature are listed in Table 1.

<표 1><Table 1>

Figure 112016102357593-pct00003
Figure 112016102357593-pct00003

1분의 풍부 노출 후에 촉매의 NOx 트랩핑 능력을 측정하고, 100 ppm의 NOx가 방출되었을 때 공급 가스로부터 제거된 NOx의 양으로서 나타냈다. 촉매의 순환 NOx 전환율은 마지막 5회의 희박/풍부 사이클의 평균 NOx 전환율로서 측정하였다.The NO x trapping ability of the catalyst was measured after one minute of rich exposure and expressed as the amount of NO x removed from the feed gas when 100 ppm of NO x was released. Cyclic NO x conversion of the catalyst was determined as the average NO x conversion of the last 5 lean/rich cycles.

Figure 112016102357593-pct00004
Figure 112016102357593-pct00004

실시예Example 6 - 6 - XRDXRD 측정 measurement

실시예 1 및 3의 에이징 샘플의 CeO2 결정자 크기를 XRD에 의해 측정하였다. 샘플을 막자사발을 사용해 분쇄한 다음, 분석용 저 백그라운드(low background) 슬라이드 상에 충전하였다. 파날리티컬 MPD 엑스퍼트 프로(PANalytical MPD X'Pert Pro) 회절 시스템을 사용하여 브래그-브렌타노 기하구조(Bragg-Brentano geometry)로 데이터를 수집하였다. 분석에서 45 kV 및 40 mA의 발생장치 설정으로 Cu 방사선이 사용되었다. 광학 경로는 1/4° 발산 슬릿(divergence slit), 0.04 라디안 솔러 슬릿(soller slit), 15 mm 마스크(mask), 1/2° 산란방지 슬릿(anti-scatter slit), 1/4° 산란방지 슬릿, Ni 필터, 및 엑셀러레이터(X'Celerator) 선형 위치 감응형 검출기로 이루어졌다. 0.026°2θ의 단계 크기 및 단계 당 600초의 카운트 시간을 사용하여 10°부터 90°2θ까지 데이터를 수집하였다. 상 동정을 위해 제이드 플러스(Jade Plus) 9 분석용 X-선 회절 소프트웨어를 사용하였다. 존재하는 상은 ICDD(International Center for Diffraction Data)의 PDF-4/Full File 데이터베이스의 검색/매칭에 의해 동정되었다. 모든 수치 값은 리트벨트법을 사용해 결정하였다.The CeO 2 crystallite size of the aging samples of Examples 1 and 3 was measured by XRD. Samples were ground using a mortar and then filled onto low background slides for analysis. Data were collected in Bragg-Brentano geometry using a PANalytical MPD X'Pert Pro diffraction system. Cu radiation was used in the analysis with generator settings of 45 kV and 40 mA. Optical paths are 1/4° divergence slit, 0.04 radian soller slit, 15 mm mask, 1/2° anti-scatter slit, 1/4° anti-scatter It consisted of a slit, a Ni filter, and an X'Celerator linear position-sensitive detector. Data were collected from 10° to 90°2θ using a step size of 0.026°2θ and a count time of 600 seconds per step. For phase identification, Jade Plus 9 analytical X-ray diffraction software was used. The phases present were identified by search/matching of the PDF-4/Full File database of the International Center for Diffraction Data (ICDD). All numerical values were determined using the Rietveld method.

도 3a 및 3b에 제시된 바와 같이, LNT-TWC 촉매 실시예 1 및 2는 TWC 촉매 비교 실시예 4와 비교하여 순환 NOx 전환율 및 NOx 트랩핑 능력을 상당히 개선하였다. 새로운 상태에서의 실시예 1 및 2의 순환 NOx 전환율 및 NOx 트랩핑 능력이 새로운 상태에서의 실시예 3의 LNT 촉매만큼 높지는 않지만, 실시예 1 및 2는 실시예 3보다 높은 열수 안정성을 가졌다. 도 4a 및 4b에 제시된 바와 같이, N2 중의 2% O2 및 10% 수증기 중에서 950℃에서 5시간 동안 에이징한 후에 실시예 1 및 2는 실시예 3보다 높은 순환 NOx 전환율 및 NOx 트랩핑 능력을 보였다.As shown in Figures 3a and 3b, LNT-TWC catalyst Examples 1 and 2 significantly improved cyclic NO x conversion and NO x trapping ability compared to TWC catalyst Comparative Example 4. Although the cyclic NO x conversion and NO x trapping capacity of Examples 1 and 2 in fresh condition are not as high as the LNT catalyst of Example 3 in fresh condition, Examples 1 and 2 exhibit higher hydrothermal stability than Example 3. had As shown in FIGS. 4A and 4B , after aging at 950° C. for 5 hours in 2% O 2 and 10% water vapor in N 2 , Examples 1 and 2 had higher cyclic NO x conversion and NO x trapping than Example 3 showed ability.

실시예 1의 높은 열수 안정성은 또한 N2 중의 2% O2 및 10% 수증기 중에서 950℃에서 5시간 동안 에이징한 후에 XRD에 의해 측정된 평균 CeO2 결정자 크기에 의해 입증되었다. 그 결과가 표 2에 제시되어 있다. 실시예 1에서 존재하는 CeO2가 실시예 3의 것보다 높은 열수 안정성을 가졌다. N2 중의 2% O2 및 10% 수증기 중에서 950℃에서 5시간 동안 에이징한 후의 실시예 1의 평균 CeO2 결정자 크기는 109 Å이었다. N2 중의 2% O2 및 10% 수증기 중에서 950℃에서 5시간 동안 에이징한 후의 실시예 3의 평균 CeO2 결정자 크기는 197 Å이었다. 이러한 안정화 효과는 NOx 트랩핑 및 NOx 환원 작용을 위해 유익할 것이다. 보다 작은 결정자 크기로부터 초래되는 추가적인 세리아 표면적은 보다 많은 저온에서의 세리아 기반 NOx 트랩핑을 허용하고, WGS를 개선하고, PGM 분산을 개선할 것이다.The high hydrothermal stability of Example 1 was also demonstrated by the average CeO 2 crystallite size measured by XRD after aging at 950° C. for 5 hours in 2% O 2 in N 2 and 10% water vapor. The results are presented in Table 2. CeO 2 present in Example 1 had a higher hydrothermal stability than that of Example 3. The average CeO 2 crystallite size of Example 1 after aging in 2% O 2 in N 2 and 10% water vapor at 950° C. for 5 hours was 109 Å. The average CeO 2 crystallite size of Example 3 after aging in 2% O 2 in N 2 and 10% water vapor at 950° C. for 5 hours was 197 Å. This stabilizing effect would be beneficial for NO x trapping and NO x reducing action. The additional ceria surface area resulting from the smaller crystallite size will allow for more ceria-based NO x trapping at lower temperatures, improve WGS, and improve PGM dispersion.

<표 2><Table 2>

Figure 112016102357593-pct00005
Figure 112016102357593-pct00005

*N2 중의 2% O2 및 10% 수증기 중에서 950℃에서 5시간 동안 에이징한 후에 측정됨*Measured after aging at 950° C. for 5 hours in 2% O 2 in N 2 and 10% water vapor

리트벨트법을 사용하여, 에이징된 실시예 1 및 실시예 3의 실험 패턴을 피팅하였다. 각각의 샘플에서 각각의 상에 대하여 결정된 FWHM 곡선을 사용하여 결정자 크기를 결정하였다. 스트레인 효과는 배제되었다.Using the Rietveld method, the experimental patterns of the aged Examples 1 and 3 were fitted. The crystallite size was determined using the FWHM curves determined for each phase in each sample. Strain effects were excluded.

실시예 1 및 4를 각각 TWC 촉매의 하류에 위치하는 내연 엔진에서 950℃에서 64시간 동안 에이징한 후에 희박 연소 가솔린 엔진의 배기 가스 스트림을 처리하는데 적용하였다. 도 5a 및 5b에 제시된 바와 같이, FTP75 시험 사이클에서, 실시예 1은 TWC 촉매의 하류에 위치할 때, 동일한 TWC 촉매의 하류에 위치할 때의 실시예 4와 비교하여 NOx 배출량을 상당히 감소시키고, 실시예 1은 실시예 4와 등가의 비-메탄 탄화수소 (NMHC) 배출량을 보였다.Examples 1 and 4 were each applied to treating the exhaust gas stream of a lean burn gasoline engine after aging at 950° C. for 64 hours in an internal combustion engine located downstream of the TWC catalyst. As shown in Figures 5a and 5b, in the FTP75 test cycle, Example 1, when positioned downstream of the TWC catalyst, significantly reduced NO x emissions compared to Example 4 when positioned downstream of the same TWC catalyst. , Example 1 showed equivalent non-methane hydrocarbon (NMHC) emissions to Example 4.

도 6에 제시된 바와 같이, 실시예 1의 언더코트 층의 TEM은 Al2O3의 플레이트 및 CeO2의 둥근 응집체가 친밀 혼합되고, 나노-크기의 백금 입자가 혼합된 CeO2 및 Al2O3 입자 상에 위치함을 보여주었다.As shown in FIG. 6 , TEM of the undercoat layer of Example 1 showed that the plates of Al 2 O 3 and the round aggregates of CeO 2 were intimately mixed, and the nano-sized platinum particles were mixed with CeO 2 and Al 2 O 3 . It was shown to be located on the particle.

도 7에 제시된 바와 같이, 실시예 1의 탑코트 층의 TEM은 Rh 입자가 Al2O3 상에 위치하고, Pd 입자가 OSC 물질 상에 위치함을 보여주었다.As shown in FIG. 7 , TEM of the topcoat layer of Example 1 showed that Rh particles were located on Al 2 O 3 and Pd particles were located on the OSC material.

실시예Example 7 7

본 발명의 장점을 입증하기 위해, LNT-TWC 촉매의 실시예를 제조하였다. 언더코트 워시코트 층 및 상부 워시코트 층을 포함하는, 이러한 2층 제제가 제곱인치 당 400개 셀 (cpsi)의 셀 밀도 및 4 mil의 벽 두께를 갖는 관통형 세라믹 모놀리스 기재 담체 상에 코팅되고, 상부 워시코트 층이 언더코트 워시코트 층 위에 코팅되었다. 촉매는 총 185 g/ft3의 PGM 공칭 담지량을 가지며, Pt/Pd/Rh 비율은 63/117/5였다.To demonstrate the advantages of the present invention, examples of LNT-TWC catalysts were prepared. This two-layer formulation, comprising an undercoat washcoat layer and a top washcoat layer, is coated on a flowable ceramic monolith based carrier having a cell density of 400 cells per square inch (cpsi) and a wall thickness of 4 mils; , the top washcoat layer was coated over the undercoat washcoat layer. The catalyst had a nominal PGM loading of 185 g/ft 3 in total, and the Pt/Pd/Rh ratio was 63/117/5.

언더코트 워시코트 층undercoat washcoat layer

질산팔라듐 형태의 Pd을 OSC 물질 상에 도입하고 질산로듐 형태의 Rh을 활성 γ-알루미나 상에 도입하였다. 약 15 중량%의 활성 γ-알루미나, 80 중량%의 촉진제를 갖는 OSC 물질 (CeO2/ZrO2), 2.3 중량%의 Pd, 0.1 중량%의 Rh, 2 중량%의 ZrO2를 제공하는 아세트산지르코늄을 함유하는 슬러리 혼합물을 세라믹 벌집형 기재 상에 코팅하였다. 550℃ 하소 후에 상부 층의 총 워시코트는 약 2.8 g/in3였다.Pd in the form of palladium nitrate was introduced onto the OSC material and Rh in the form of rhodium nitrate was introduced onto the activated γ-alumina. Zirconium acetate to provide about 15 wt % active γ-alumina, 80 wt % OSC material with accelerator (CeO 2 /ZrO 2 ), 2.3 wt % Pd, 0.1 wt % Rh, 2 wt % ZrO 2 was coated on a ceramic honeycomb substrate. The total washcoat of the top layer after 550° C. calcination was about 2.8 g/in 3 .

탑코트 층top coat layer

상부 층을 언더코트 층 상에 배치하였다. BaCO3/(CeO2-Al2O3) 복합체가 약 26 중량%의 BaCO3 함량을 갖도록, 50 중량%의 CeO2 및 50 중량%의 Al2O3를 포함하는 CeO2-Al2O3 입자를 아세트산바륨 용액으로 함침시켰다. 혼합물을 110℃에서 건조시키고, 720℃에서 2시간 동안 하소시켰다. 질산팔라듐 형태의 Pd 및 백금 아민 용액 형태의 Pt을 종래의 초기 습식 함침법에 의해 지지체 물질 BaCO3/(CeO2-Al2O3) 상에 도입하였다. 약 87 중량%의 BaCO3/(CeO2-Al2O3), 1 중량%의 Pt, 0.1 중량%의 Pd, 7 중량%의 MgO를 제공하는 아세트산마그네슘, 4 중량%의 ZrO2를 제공하는 아세트산지르코늄을 함유하는 슬러리 혼합물을 전체 언더코트 층에 걸쳐서 코팅하였다. 공기 중에서 1시간 동안의 550℃ 하소 후에 언더코트 층의 총 워시코트 담지량은 약 3.4 g/in3였다.The top layer was placed over the undercoat layer. CeO 2 -Al 2 O 3 containing 50% by weight CeO 2 and 50% by weight Al 2 O 3 by weight, such that the BaCO 3 /(CeO 2 -Al 2 O 3 ) composite has a BaCO 3 content of about 26% by weight . The particles were impregnated with barium acetate solution. The mixture was dried at 110° C. and calcined at 720° C. for 2 hours. Pd in the form of palladium nitrate and Pt in the form of a platinum amine solution were introduced onto the support material BaCO 3 /(CeO 2 —Al 2 O 3 ) by a conventional initial wet impregnation method. Magnesium acetate to provide about 87 wt % BaCO 3 /(CeO 2 —Al 2 O 3 ), 1 wt % Pt, 0.1 wt % Pd, 7 wt % MgO, 4 wt % ZrO 2 A slurry mixture containing zirconium acetate was coated over the entire undercoat layer. After calcination at 550° C. for 1 hour in air, the total washcoat loading of the undercoat layer was about 3.4 g/in 3 .

Claims (15)

기재 상의 촉매적 물질을 포함하고, 촉매적 물질이 적어도 2개의 층을 포함하며, 여기서
제1 층은 그램 당 60 제곱미터 초과의 BET 표면적을 나타내는 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자, 상기 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자 상에 지지된 알칼리 토금속, 및 상기 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자 상에 지지된 적어도 하나의 제1 백금족 금속 성분을 포함하며;
제2 층은 제1 산소 저장 성분 (OSC) 및/또는 제1 내화 금속 산화물 지지체 상에 지지된 제2 백금족 금속 성분, 및 제2 내화 금속 산화물 지지체 또는 제2 산소 저장 성분 상에 지지된 제3 백금족 금속을 포함하고;
여기서 상기 희토류 산화물-고 표면적 내화 금속 산화물 입자는 입자 중의 중량 퍼센트로 산화물 기준으로 30% 내지 50%의 범위로 존재하는 세리아 상을 갖는 세리아-알루미나 입자를 포함하며;
알칼리 토금속은 산화물 기준으로 제1 층의 5 중량% 내지 30 중량% 범위의 양의 바륨을 포함하고;
제1 백금족 금속 성분은 팔라듐 및 백금을 포함하며;
제2 백금족 금속 성분은 팔라듐을 포함하고;
제3 백금족 금속 성분은 로듐을 포함하며;
제1 및 제2 산소 저장 성분은 세리아-지르코니아 복합체 또는 희토류-안정화된 세리아-지르코니아를 포함하고;
제1 및 제2 내화 금속 산화물 지지체는 알루미나를 포함하며;
제1 층은 관통형 모놀리스를 포함하는 기재 상에 배치되고, 제2 층은 제1 층 상에 배치된 것인,
내연 엔진의 배기 스트림을 위한 층상 촉매 복합체.
a catalytic material on a substrate, wherein the catalytic material comprises at least two layers, wherein
The first layer comprises rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particles exhibiting a BET surface area greater than 60 square meters per gram, an alkaline earth metal supported on the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particles, and the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particles. at least one first platinum group metal component supported on oxide particles;
The second layer comprises a first oxygen storage component (OSC) and/or a second platinum group metal component supported on the first refractory metal oxide support, and a third supported on the second refractory metal oxide support or second oxygen storage component. a platinum group metal;
wherein the rare earth oxide-high surface area refractory metal oxide particles comprise ceria-alumina particles having a ceria phase present in the range of 30% to 50% oxide based on weight percent of the particles;
the alkaline earth metal comprises barium in an amount ranging from 5% to 30% by weight of the first layer on an oxide basis;
the first platinum group metal component comprises palladium and platinum;
the second platinum group metal component comprises palladium;
the third platinum group metal component comprises rhodium;
the first and second oxygen storage components comprise a ceria-zirconia complex or a rare earth-stabilized ceria-zirconia;
the first and second refractory metal oxide supports comprise alumina;
wherein the first layer is disposed on a substrate comprising the flow-through monolith and the second layer is disposed on the first layer;
A layered catalyst composite for the exhaust stream of an internal combustion engine.
제1항에 있어서, 제1 산소 저장 성분 및 제2 산소 저장 성분이 상이한 세리아-지르코니아 복합체를 포함하고, 제1 산소 저장 성분이 35 내지 45 중량% 범위의 세리아 및 43 내지 53 중량% 범위의 지르코니아를 포함하고, 제2 산소 저장 성분이 15 내지 25 중량% 범위의 세리아 및 70 내지 80 중량% 범위의 지르코니아를 포함하는 것인 층상 촉매 복합체.The method of claim 1 , wherein the first oxygen storage component and the second oxygen storage component comprise different ceria-zirconia composites, and wherein the first oxygen storage component is in the range of 35 to 45 weight percent ceria and 43 to 53 weight percent zirconia. wherein the second oxygen storage component comprises ceria in the range of 15 to 25 wt% and zirconia in the range of 70 to 80 wt%. 제1항에 있어서, 제2 층이 제1 내화 금속 산화물 지지체 상에 지지된 제2 알칼리 토금속을 추가로 포함하는 것인 층상 촉매 복합체.The layered catalyst composite of claim 1 , wherein the second layer further comprises a second alkaline earth metal supported on the first refractory metal oxide support. 엔진의 하류에 위치하는, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 층상 촉매 복합체를 포함하는 배기 가스 처리 시스템.An exhaust gas treatment system comprising the layered catalyst composite of any one of claims 1 to 3, located downstream of an engine. 가스를 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 층상 촉매 복합체와 접촉시키는 것을 포함하고, 여기서
희박 조건 하에, 층상 촉매 복합체는 동시에 NOx를 저장하고 또한 CO, HC, 및 NO를 산화시키는데 효과적이고;
풍부 조건 하에, 층상 촉매 복합체는 동시에 CO 및 HC를 전환시키고 또한 NOx를 방출 및 환원시키는데 효과적이고;
화학량론적 조건 하에, 층상 촉매 복합체는 동시에 CO, HC, 및 NOx를 전환시키는데 효과적인,
탄화수소, 일산화탄소, 및 질소 산화물을 포함하는 가스의 처리 방법.
A method comprising contacting a gas with the layered catalyst composite of any one of claims 1 to 3, wherein
Under lean conditions, the layered catalyst composite is effective in simultaneously storing NO x and also oxidizing CO, HC, and NO;
Under abundant conditions, the layered catalyst complex is effective in simultaneously converting CO and HC and also releasing and reducing NO x ;
Under stoichiometric conditions, the layered catalyst composite is effective at simultaneously converting CO, HC, and NO x ,
A method of treating gases comprising hydrocarbons, carbon monoxide, and nitrogen oxides.
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Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2985068A1 (en) * 2014-08-13 2016-02-17 Umicore AG & Co. KG Catalyst system for the reduction of nitrogen oxides
EP3045226B1 (en) * 2015-01-19 2024-08-21 Umicore AG & Co. KG Double layer three-way catalytic converter with improved ageing resistance
BR112017018822A2 (en) * 2015-03-03 2018-04-24 Basf Corp gas compositions, gas systems and treatment methods
BR112017018826A2 (en) * 2015-03-03 2018-04-24 Basf Corp exhaust treatment article, gas treatment system and catalyst aging monitoring method
JP6415738B2 (en) * 2015-09-24 2018-10-31 株式会社キャタラー Exhaust gas purification catalyst, method for producing the same, and exhaust gas purification apparatus including the catalyst
GB2546164A (en) * 2015-09-30 2017-07-12 Johnson Matthey Plc Gasoline particulate filter
US10046310B2 (en) 2015-10-05 2018-08-14 GM Global Technology Operations LLC Catalytic converters with age-suppressing catalysts
US9827562B2 (en) 2015-10-05 2017-11-28 GM Global Technology Operations LLC Catalytic converters with age-suppressing catalysts
US9855547B2 (en) 2015-10-05 2018-01-02 GM Global Technology Operations LLC Low-temperature oxidation catalysts
US10422036B2 (en) 2015-10-23 2019-09-24 GM Global Technology Operations LLC Suppressing aging of platinum group metal particles in a catalytic converter
CA3008761C (en) * 2015-12-16 2023-10-24 Basf Corporation Catalyst system for lean gasoline direct injection engines
DE102017100518A1 (en) 2016-02-04 2017-08-10 Umicore Ag & Co. Kg System and process for exhaust gas purification while avoiding nitrous oxide
US11110435B2 (en) * 2016-03-18 2021-09-07 Cataler Corporation Exhaust gas purification catalyst
JP6372513B2 (en) * 2016-04-13 2018-08-15 トヨタ自動車株式会社 Catalytic converter
DE102016207484A1 (en) * 2016-05-02 2017-11-02 Umicore Ag & Co. Kg Diesel oxidation catalyst
BR112018076199A2 (en) * 2016-06-17 2019-03-26 Basf Corporation oxidation catalyst composite, catalyst article, emission treatment system and method for treating an exhaust stream from a diesel engine
US9901907B1 (en) 2016-08-31 2018-02-27 GM Global Technology Operations LLC Catalytic converters with age-suppressing catalysts
US10159960B2 (en) 2016-10-25 2018-12-25 GM Global Technology Operations LLC Catalysts with atomically dispersed platinum group metal complexes
US10035133B2 (en) 2016-10-25 2018-07-31 GM Global Technology Operations LLC Catalysts with atomically dispersed platinum group metal complexes and a barrier disposed between the complexes
GB2557673A (en) * 2016-12-15 2018-06-27 Johnson Matthey Plc NOx adsorber catalyst
GB2560944A (en) * 2017-03-29 2018-10-03 Johnson Matthey Plc NOx adsorber catalyst
GB2560940A (en) * 2017-03-29 2018-10-03 Johnson Matthey Plc Three layer NOx Adsorber catalyst
GB2560943A (en) * 2017-03-29 2018-10-03 Johnson Matthey Plc NOx adsorber catalyst
JP6925856B2 (en) * 2017-04-28 2021-08-25 株式会社キャタラー Exhaust gas purification catalyst
CN111182965B (en) * 2017-07-27 2023-10-27 巴斯夫公司 Removal of N from automobile exhaust of lean/rich system 2 O
BR112020003890A2 (en) 2017-08-28 2020-09-01 Basf Corporation catalytic twc article, method to reduce co, hc and nox levels and emission treatment system
JP7451402B2 (en) * 2017-12-08 2024-03-18 ジョンソン マッセイ (シャンハイ) ケミカルズ リミテッド New multi-field TWC for exhaust gas treatment from gasoline engines
CN108295851B (en) * 2018-01-25 2020-12-01 无锡威孚环保催化剂有限公司 Catalyst for gasoline vehicle particle catcher and preparation method thereof
BR112020014491A2 (en) * 2018-02-05 2021-02-17 Basf Corporation four-way conversion catalyst, process for preparing the catalyst, gas treatment system and use of a four-way conversion catalyst
GB2573391B (en) * 2018-03-14 2022-10-26 Johnson Matthey Plc Ammonia slip catalyst with in-situ Pt fixing
DE102018108346A1 (en) 2018-04-09 2019-10-10 Umicore Ag & Co. Kg Coated wall flow filter
CN108636431A (en) * 2018-04-20 2018-10-12 中自环保科技股份有限公司 A kind of wall-flow type LNT catalyst, preparation method and application
DE102018110804B4 (en) 2018-05-04 2024-06-27 Umicore Ag & Co. Kg Coated wall flow filter
DE102018111246A1 (en) 2018-05-09 2019-11-14 Umicore Ag & Co. Kg Method for coating a wall-flow filter
CN108607579A (en) * 2018-05-24 2018-10-02 安徽国能亿盛环保科技有限公司 Exhaust gas purification catalyst and the exhaust gas purifying method for using this catalyst
US11904299B2 (en) * 2018-06-12 2024-02-20 Basf Corporation TWC system for fuel cut NOx control
CN108927149A (en) * 2018-07-24 2018-12-04 中自环保科技股份有限公司 It is a kind of to match the LNT catalyst used and preparation method with SCR
EP3843893A4 (en) * 2018-08-27 2022-03-23 BASF Corporation Base metal doped zirconium oxide catalyst support materials
EP3616792A1 (en) * 2018-08-28 2020-03-04 Umicore Ag & Co. Kg Nitrogen oxide storage catalyst
CN109225213A (en) * 2018-10-08 2019-01-18 江苏几维环境科技有限公司 Preparation method of close-coupled three-way catalyst for motor vehicle exhaust purification
DE102018127953A1 (en) 2018-11-08 2020-05-14 Umicore Ag & Co. Kg Wall flow filter with high filtration efficiency
DE102018127955A1 (en) 2018-11-08 2020-05-14 Umicore Ag & Co. Kg Catalytically active particle filter with high filtration efficiency
DE102018127957A1 (en) 2018-11-08 2020-05-14 Umicore Ag & Co. Kg Particle filter with multiple coatings
US20220001370A1 (en) * 2018-12-19 2022-01-06 Basf Corporation Layered catalysts composition and catalytic article and methods of manufacturing and using the same
CN109589976B (en) * 2018-12-31 2021-08-17 天津大学 Catalyst for diesel engine based on oxide composite main catalyst and preparation method thereof
DE102019100097B4 (en) 2019-01-04 2021-12-16 Umicore Ag & Co. Kg Process for the production of catalytically active wall flow filters
DE102019100099B4 (en) 2019-01-04 2022-09-08 Umicore Ag & Co. Kg Process for the production of catalytically active wall-flow filters, catalytically active wall-flow filters and their use
CN109603823B (en) * 2019-01-09 2022-08-02 无锡威孚环保催化剂有限公司 Lean burn NO for diesel engine exhaust gas purification system x Trapping catalyst and method for producing same
WO2020186000A1 (en) * 2019-03-14 2020-09-17 Basf Corporation Binder composition for enhanced catalyst washcoat adhesion
JP2022526896A (en) * 2019-03-20 2022-05-27 ビーエーエスエフ コーポレーション Adjustable NOx adsorbent
CN113811380A (en) 2019-05-21 2021-12-17 巴斯夫公司 Ammonia oxidation catalyst for diesel applications
WO2020241248A1 (en) * 2019-05-31 2020-12-03 三井金属鉱業株式会社 Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification system using said exhaust gas purification catalyst
EP3990174A1 (en) * 2019-06-27 2022-05-04 BASF Corporation Layered catalytic article and method of manufacturing the catalytic article
JP7344815B2 (en) * 2020-02-28 2023-09-14 株式会社Subaru LNT stacked catalyst for gasoline lean burn engine and exhaust gas purification device using the same
EP3889404A1 (en) * 2020-03-30 2021-10-06 Johnson Matthey Public Limited Company Multi-region twc catalysts for gasoline engine exhaust gas treatments with improved h2s attenuation
US20220088575A1 (en) * 2020-09-18 2022-03-24 Johnson Matthey Public Limited Company Catalysts for gasoline engine exhaust gas treatments and their novel syntheses
US20230321635A1 (en) * 2020-10-09 2023-10-12 Basf Corporation Three-way conversion catalyst composition comprising platinum-rhodium bimetallic components
US11788450B2 (en) * 2020-10-30 2023-10-17 Johnson Matthey Public Limited Company TWC catalysts for gasoline engine exhaust gas treatments
EP4000718A1 (en) * 2020-11-11 2022-05-25 Johnson Matthey Public Limited Company Catalyst composition
WO2022222962A1 (en) * 2021-04-21 2022-10-27 Basf Corporation Layered catalytic article
EP4140567A3 (en) * 2021-08-31 2023-03-29 Johnson Matthey Public Limited Company Transition metal incorporated alumina for improved three way catalysts
EP4159310A1 (en) 2021-10-01 2023-04-05 UMICORE AG & Co. KG Catalytic coating
WO2024126482A1 (en) 2022-12-13 2024-06-20 Basf Corporation Improved three-way catalysts
EP4424407A1 (en) 2023-02-28 2024-09-04 Umicore AG & Co. KG Gpf with improved washcoat distribution

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013146693A (en) * 2012-01-20 2013-08-01 Ne Chemcat Corp NOx STORAGE CATALYST

Family Cites Families (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5254519A (en) * 1990-02-22 1993-10-19 Engelhard Corporation Catalyst composition containing platinum and rhodium components
JP2938588B2 (en) 1991-01-14 1999-08-23 信越化学工業株式会社 Pellicle for optical dust
JP2605579B2 (en) 1993-05-31 1997-04-30 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
DE69435061T2 (en) * 1993-06-25 2008-12-18 Basf Catalysts Llc catalyst composition
US5874057A (en) 1995-07-12 1999-02-23 Engelhard Corporation Lean NOx catalyst/trap method
US6471924B1 (en) 1995-07-12 2002-10-29 Engelhard Corporation Method and apparatus for NOx abatement in lean gaseous streams
US5656244A (en) 1995-11-02 1997-08-12 Energy And Environmental Research Corporation System for reducing NOx from mobile source engine exhaust
US5948723A (en) * 1996-09-04 1999-09-07 Engelhard Corporation Layered catalyst composite
JP3370957B2 (en) 1998-09-18 2003-01-27 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
DE69917195T2 (en) 1998-12-17 2004-09-23 Honda Giken Kogyo K.K. Control system for the air / fuel ratio of an internal combustion engine
JP3680611B2 (en) 1999-02-03 2005-08-10 日産自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
DE60126515T2 (en) 2000-06-22 2007-11-22 Mitsubishi Jidosha Kogyo K.K. Catalyst for exhaust gas purification
US6777370B2 (en) * 2001-04-13 2004-08-17 Engelhard Corporation SOx tolerant NOx trap catalysts and methods of making and using the same
US6756338B2 (en) 2001-09-19 2004-06-29 Johnson Matthey Public Limited Company Lean NOx trap/conversion catalyst
US7276212B2 (en) * 2001-10-01 2007-10-02 Engelhard Corporation Exhaust articles for internal combustion engines
US6764665B2 (en) * 2001-10-26 2004-07-20 Engelhard Corporation Layered catalyst composite
FR2836069B1 (en) 2002-02-15 2007-02-23 Faurecia Sys Echappement DEVICE USABLE IN THE TREATMENT OF EXHAUST GASES OF MOTORS OPERATING IN LOW MIXTURE, IN PARTICULAR
JP4228278B2 (en) 2002-03-19 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification catalyst
US6732506B2 (en) 2002-04-03 2004-05-11 General Motors Corporation Cylinder deactivation system and NOx trap regeneration
US7329629B2 (en) 2002-10-24 2008-02-12 Ford Global Technologies, Llc Catalyst system for lean burn engines
US7022646B2 (en) * 2003-01-31 2006-04-04 Engelhard Corporation Layered catalyst composite
DE102004036478B4 (en) 2003-07-30 2007-07-19 Mitsubishi Jidosha Kogyo K.K. Exhaust emission removing catalyst device
JP4062231B2 (en) 2003-10-16 2008-03-19 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US7374729B2 (en) * 2004-03-30 2008-05-20 Basf Catalysts Llc Exhaust gas treatment catalyst
WO2009100097A2 (en) 2008-02-05 2009-08-13 Basf Catalysts Llc Gasoline engine emissions treatment systems having particulate traps
GB2414690A (en) 2004-06-04 2005-12-07 Ford Global Tech Llc An emission control apparatus for an engine
US7870724B2 (en) 2004-11-09 2011-01-18 Ford Global Technologies, Llc Lean NOx trap with PGM zoned axially
US20060168949A1 (en) 2005-02-02 2006-08-03 Lifeng Xu Alumina-based lean NOx trap system and method of use in dual-mode HCCI engines
KR100659581B1 (en) 2005-12-08 2006-12-20 한국전자통신연구원 A method for crystallizing silicon and a thin film transistor manufactured by the crystallizing method and a method for manufacturing the same
US7749472B2 (en) * 2006-08-14 2010-07-06 Basf Corporation Phosgard, a new way to improve poison resistance in three-way catalyst applications
US7758834B2 (en) * 2006-08-21 2010-07-20 Basf Corporation Layered catalyst composite
US7550124B2 (en) * 2006-08-21 2009-06-23 Basf Catalysts Llc Layered catalyst composite
US7517510B2 (en) * 2006-08-21 2009-04-14 Basf Catalysts Llc Layered catalyst composite
US20080044330A1 (en) * 2006-08-21 2008-02-21 Shau-Lin Franklin Chen Layered catalyst composite
US20080120970A1 (en) 2006-11-29 2008-05-29 Marcus Hilgendorff NOx Storage Materials and Traps Resistant to Thermal Aging
US8038951B2 (en) * 2007-08-09 2011-10-18 Basf Corporation Catalyst compositions
US7879755B2 (en) * 2007-08-09 2011-02-01 Basf Corporation Catalyst compositions
US7922988B2 (en) * 2007-08-09 2011-04-12 Michel Deeba Multilayered catalyst compositions
TWI380144B (en) 2008-04-09 2012-12-21 Inotera Memories Inc Method of fuzzy control for semiconductor machine
US8475752B2 (en) 2008-06-27 2013-07-02 Basf Corporation NOx adsorber catalyst with superior low temperature performance
US7981390B2 (en) * 2008-12-23 2011-07-19 Basf Corporation Small engine palladium catalyst article and method of making
US9440192B2 (en) 2009-01-16 2016-09-13 Basf Corporation Diesel oxidation catalyst and use thereof in diesel and advanced combustion diesel engine systems
US8568675B2 (en) * 2009-02-20 2013-10-29 Basf Corporation Palladium-supported catalyst composites
US8758695B2 (en) * 2009-08-05 2014-06-24 Basf Se Treatment system for gasoline engine exhaust gas
US8833064B2 (en) * 2009-11-06 2014-09-16 Basf Corporation Small engine layered catalyst article and method of making
GB0922195D0 (en) * 2009-12-21 2010-02-03 Johnson Matthey Plc Improvements in NOx traps
US8828343B2 (en) * 2010-03-05 2014-09-09 Basf Corporation Carbon monoxide conversion catalyst
US8734743B2 (en) 2010-06-10 2014-05-27 Basf Se NOx storage catalyst with improved hydrocarbon conversion activity
US8950174B2 (en) * 2010-09-02 2015-02-10 Basf Se Catalysts for gasoline lean burn engines with improved NH3-formation activity
US8668877B2 (en) * 2010-11-24 2014-03-11 Basf Corporation Diesel oxidation catalyst articles and methods of making and using
US8617496B2 (en) * 2011-01-19 2013-12-31 Basf Corporation Three way conversion catalyst with alumina-free rhodium layer
US9114376B2 (en) * 2011-06-05 2015-08-25 Johnson Matthey Public Limited Company Platinum group metal (PGM) catalyst for treating exhaust gas
JP5938819B2 (en) * 2011-10-06 2016-06-22 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーJohnson Matthey Public Limited Company Oxidation catalyst for exhaust gas treatment
GB2497597A (en) * 2011-12-12 2013-06-19 Johnson Matthey Plc A Catalysed Substrate Monolith with Two Wash-Coats
GB201200781D0 (en) * 2011-12-12 2012-02-29 Johnson Matthey Plc Exhaust system for a lean-burn ic engine comprising a pgm component and a scr catalyst
JP5807782B2 (en) * 2011-12-28 2015-11-10 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification catalyst
EP2925435A1 (en) * 2012-11-29 2015-10-07 Basf Se Diesel oxidation catalyst comprising palladium, gold and ceria
BR112017018826A2 (en) * 2015-03-03 2018-04-24 Basf Corp exhaust treatment article, gas treatment system and catalyst aging monitoring method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013146693A (en) * 2012-01-20 2013-08-01 Ne Chemcat Corp NOx STORAGE CATALYST

Also Published As

Publication number Publication date
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